Kāpēc 5083 alumīnija plāksne dominē kuģu būvē?
5083 ir Al-Mg sakausējums, ko nevar stiprināt ar termisko apstrādi. Tas iegūst savas īpašības no darba cietināšanas un rūpīgi kontrolēta termomehāniskā ceļa, kas atstāj stabilu mikrostruktūru, kas iztur gan jūras ūdens, gan starpgranulu uzbrukumu. Korpusiem, klājiem un virsbūvēm ir grūti pārspēt vidējas -līdz-augstas izturības, izcilas izturības pret koroziju, labas metināmības un saglabātās stingrības kombināciju zem-nulles temperatūrā.
Blīvums ir aptuveni 2,66 g/cm3, kas ir aptuveni viena trešdaļa tērauda blīvuma, tāpēc konstrukcijas kļūst daudz vieglākas noteiktai stiprībai. Tomēr aptuveni 70 GPa elastības modulis ir arī aptuveni viena trešdaļa tērauda, tāpēc stingrība, nevis izturība bieži kontrolē lielu nestingru paneļu biezumu. Tāpēc labs dizains ir atkarīgs no stiprinājumiem, rievām un rāmjiem, kā arī uz plāksnes biezuma.
Ķīmiskais sastāvs un tipiskās mehāniskās īpašības
| Elements | Sastāvs (masas %, ASTM B209 ierobežojumi) |
|---|---|
| Mg | 4.0-4.9 |
| Mn | 0.40-1.0 |
| Kr | 0.05-0.25 |
| Fe | max 0,40 |
| Si | max 0,40 |
| Cu | max 0,10 |
| Zn | max 0,25 |
| Ti | max 0,15 |
| Citi | maks. 0,05 katrs, maks. 0,15 kopā |
| Al | Atlikums |
| Īpašums | Tipiska vērtība jūras temperamentos |
|---|---|
| Stiepes izturība | 305-385 MPa |
| 0,2 procenti pierāda stresu | vismaz 215 MPa |
| Pagarinājums, 50 mm gabarīts | min 12 procenti |
| Elastības modulis | apmēram 70 GPa |
| Blīvums | 2,66 g/cm3 |
| Atkausēšanas temperatūra | apmēram 415 C |
| Kušanas diapazons | 570-640 C |
Stiepes vērtībām ir nozīme tikai tad, ja ir norādīts temperaments. Rūdītais 5083-O atrodas stiprības diapazona apakšējā daļā, savukārt darbam rūdītie jūras temperamenti H116 un H321 ir norādīti augstākajā galā. Citējot vienu skaitli bez rūdījuma vai bez produkta biezuma, tiek iegūtas maldinošas specifikācijas.
Kur uz kuģa tiek izmantota 5083 plāksne
Darba laivu, zvejas kuģu, ātro prāmju un jahtu korpusu apšuvums, grunts apšuvums un sateces sliedes
Klāji, klāja mājas, virsbūves un stūres māju konstrukcijas
Starpsienas, iekšējās platformas un darbības vai piekļuves platformas
Lūku pārsegi, rampas, ejas, kāpnes un margas
Svaigs ūdens, balasta un degvielas tvertnes, kā arī kravas tanku konstrukcijas
Sašķidrinātās gāzes tvertnes un izolācijas atbalsta konstrukcijas, kurām ir būtiska izturība zemā{0}}temperatūras apstākļos
Jūras platformu ieklāšana, helikopteru klāji un celiņu sistēmas
Katamarānu un trimarānu korpusi, kur zemais svars un izturība pret koroziju veicina veiktspēju
H116 vai H321: pareizā temperamenta izvēle
| Vienums | 5083-H116 | 5083-H321 |
|---|---|---|
| Stāvoklis | Strādā-rūdīts un termiski stabilizēts, lai pretotos starpgranulu uzbrukumiem | Stabilizēts temperaments ar kontrolētu deformācijas sacietēšanu |
| Korozijas pārbaude | Novērtēts pēc ASTM G66 un ASTM G67 metodēm | Novērtēts pēc ASTM G66 un ASTM G67 metodēm |
| Tipisks lietojums | Korpusa apšuvums un konstrukcijas, kas ir tiešā saskarē ar jūras ūdeni | Apšuvums un konstrukcijas, kurām nepieciešama augsta izturība un formējamība |
| Pieejamība | Parasti tiek glabāti jūras plātņu biezumā | Parasti tiek glabāti jūras plātņu biezumā |
Praksē korpusa darbiem tiek pieņemti abi tempi, un izvēli bieži nosaka plāksnes biezums un nepieciešamās formēšanas darbības. Svarīgi ir tas, ka materiāls ir jāpasūta saskaņā ar jūras plākšņu specifikāciju, kas garantē lobīšanos un starpkristālu koroziju, nevis vienkārši kā vispārīgs 5083.
Ražošana, metināšana un aizsardzība pret koroziju
5083 ir viens no vienkāršākajiem strukturālajiem alumīnija sakausējumiem. Tā kā tas nav termiski apstrādāts, metinātais savienojums saglabā daudz lielāku daļu no pamatmetāla stiprības nekā metināts 6xxx vai 7xxx sakausējums, kas ir izšķiroša priekšrocība korpusa konstrukcijā.
MIG un TIG metināšana ar 5xxx pildvielu metāliem, piemēram, ER5183 vai ER5356, kas izvēlēti atbilstoši vajadzīgajai stiprībai un stingrībai
Strukturālās metināšanas procedūras, kas kvalificētas saskaņā ar AWS D1.2, pildvielu klasificējot saskaņā ar AWS A5.10
Rūpīga attaukošana un oksīdu noņemšana pirms metināšanas un nerūsējošā tērauda stiepļu tīrīšana tieši pirms caurlaides
Kontrolēta siltuma padeve un starpplūsmas temperatūra, lai ierobežotu kropļojumus, kas ir galvenais alumīnija paneļu ražošanas risks
Liels lieces rādiuss un pielaide atsperei formēšanas laikā, jo aukstās formēšanas jauda ir mazāka nekā tēraudam
Alumīnija izolēšana no tērauda un vara sakausējuma sastāvdaļām un alumīnija vai cinka anodu izmantošana gadījumos, kad līdzās jāpastāv atšķirīgi metāli
Pārklājumu sistēmas un pretapaugšanas krāsas, kas ir saderīgas ar alumīniju; vara-pretapaugšanas līdzekli nekad nedrīkst lietot tieši uz alumīnija korpusa
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kāpēc kuģu būvē priekšroka tiek dota 5083, nevis 6061?
5083 ir ievērojami labāka jūras ūdens izturība pret koroziju, un tas saglabā izturību metinātā stāvoklī, jo tas nav termiski apstrādājams sakausējums. 6061, kas ir stiprāks T6 rūdījumā, bet zaudē lielu daļu no šīs stiprības metinātā šuvē un ap to.
J: Vai 5083 alumīnija plāksne ir piemērota korpusa apšuvumam?
Jā. Tas ir viens no standarta korpusa materiāliem darba laivām, prāmjiem, zvejas kuģiem un jahtām, un parasti tiek pasūtīts H116 vai H321 temperācijā atbilstoši jūras plāksnes specifikācijām.
J: Kāda ir atšķirība starp 5083-H116 un 5083-H321?
Abas ir stabilizētas, korozijizturīgas{0}}, kas paredzētas izmantošanai kuģniecībā, un abas ir novērtētas ar ASTM G66 un ASTM G67 testa metodēm. Izvēle parasti ir atkarīga no pieejamā biezuma un nepieciešamā formēšanas darba.
J: Kā tiek metināta 5083 alumīnija plāksne?
MIG metināšana ir parasts ražošanas process, izmantojot 5xxx pildmetālus, piemēram, ER5183 vai ER5356, ar procedūrām, kas atbilst AWS D1.2 prasībām. TIG izmanto plānākām sekcijām un redzamām vai kritiskām šuvēm.
J: Vai 5083 alumīnijs ir jākrāso jūras vidē?
Tas labi darbojas arī nekrāsots daudzos ūdens apgabalos,{0}}taču korpusi parasti ir pārklāti, lai nodrošinātu pretapaugšanu un izskatu. Jāizmanto tikai pārklājuma un pretapaugšanas sistēmas, kas paredzētas alumīnijam, un jāizvairās no vara -bāzes krāsām.
J: Cik daudz svara 5083 ietaupa salīdzinājumā ar tēraudu?
Blīvums ir aptuveni 2,66 g/cm3 pret aptuveni 7,85 g/cm3 tēraudam, tāpēc ir iespējams ievērojami samazināt svaru. Tā kā modulis ir arī aptuveni viena trešdaļa tērauda, stingrība parasti nosaka galīgo plāksnes biezumu, tāpēc ietaupījums ir mazāks, nekā liek domāt tikai blīvuma attiecība.
J: Vai 5083 var izmantot zemā temperatūrā?
Jā. Tas saglabā stingrību līdz kriogēnai temperatūrai, tāpēc to plaši izmanto sašķidrinātās gāzes tvertnēm un kuģiem, kas darbojas aukstā klimatā.







