Miksi 5083-alumiinilevy hallitsee laivanrakennusta?
5083 on Al-Mg-seos, jota ei voida vahvistaa lämpökäsittelyllä. Se saa ominaisuutensa työkarkaistuksesta ja huolellisesti kontrolloidusta termomekaanisesta reitistä, joka jättää vakaan mikrorakenteen, joka kestää sekä meriveden että rakeiden välisen hyökkäyksen. Rungoissa, kansissa ja kansirakenteissa keskilujuuden, erinomaisen korroosionkestävyyden, hyvän hitsattavuuden ja säilyneen sitkeyden yhdistelmää nollan miinus-lämpötilassa on vaikea lyödä.
Tiheys on noin 2,66 g/cm3, noin kolmannes teräksen tiheydestä, joten rakenteista tulee paljon kevyempiä tietyllä lujuudella. Kuitenkin noin 70 GPa:n kimmomoduuli on myös noin kolmasosa teräksestä, joten jäykkyys lujuuden sijaan ohjaa usein suurten jäykistämättömien paneelien paksuutta. Hyvä muotoilu riippuu siis yhtä paljon jäykisteistä, poimuista ja kehyksistä kuin levyn paksuudesta.
Kemiallinen koostumus ja tyypilliset mekaaniset ominaisuudet
| Elementti | Koostumus (massa-%, ASTM B209 -rajat) |
|---|---|
| Mg | 4.0-4.9 |
| Mn | 0.40-1.0 |
| Cr | 0.05-0.25 |
| Fe | max 0,40 |
| Si | max 0,40 |
| Cu | max 0,10 |
| Zn | max 0,25 |
| Ti | max 0,15 |
| muut | enintään 0,05 kukin, enintään 0,15 yhteensä |
| Al | Loput |
| Omaisuus | Tyypillinen arvo merellisissä oloissa |
|---|---|
| Vetolujuus | 305-385 MPa |
| 0,2 prosentin todiste rasitusta | Minimi 215 MPa |
| Venymä, 50 mm | min 12 prosenttia |
| Kimmomoduuli | noin 70 GPa |
| Tiheys | 2,66 g/cm3 |
| Hehkutuslämpötila | noin 415 C |
| Sulamisalue | 570-640 C |
Vetoarvot ovat merkityksellisiä vain, kun luonne on ilmoitettu. Hehkutettu 5083-O on lujuusalueen alimmassa päässä, kun taas työkarkaistut meriluokat H116 ja H321 on määritelty yläpäässä. Yhden luvun lainaus ilman luonnetta tai ilman tuotteen paksuutta johtaa harhaanjohtaviin tietoihin.
Missä 5083-levyä käytetään aluksessa
Työveneiden, kalastusalusten, pikalauttojen ja jahtien rungon pinnoitus, pohjapinnoitus ja pilssi
Kannet, kansirakennukset, kansirakenteet ja ohjaushytin rakenteet
Laipiot, sisäiset tasot ja käyttö- tai pääsytasot
Luukkujen kannet, rampit, käytävät, tikkaat ja kaiteet
Makea vesi, painolasti- ja polttoainesäiliöt sekä lastisäiliörakenteet
Nestekaasusäiliösäiliö ja eristeen tukirakenteet, joissa alhaisen{0}}lämpötilojen sitkeys on välttämätöntä
Offshore-lavakansi, helikopterikannet ja kävelytiejärjestelmät
Katamaraanien ja trimaraanien rungot, joissa pieni paino ja korroosionkestävyys edistävät suorituskykyä
H116 tai H321: Oikean luonteen valitseminen
| Tuote | 5083-H116 | 5083-H321 |
|---|---|---|
| Kunto | Työskentele-karkaistu ja lämpöstabiloitu vastustaakseen rakeiden välistä hyökkäystä | Stabiloitu temperamentti kontrolloidulla jännityskarkaisulla |
| Korroosiotarkastus | Arvioitu ASTM G66 ja ASTM G67 menetelmillä | Arvioitu ASTM G66 ja ASTM G67 menetelmillä |
| Tyypillinen käyttö | Rungon pinnoitus ja rakenteet, jotka ovat suorassa kosketuksessa meriveden kanssa | Pinnoitteet ja korkeaa kestävyyttä ja muovattavuutta vaativat rakenteet |
| Saatavuus | Varastoidaan yleensä merilevypaksuuksina | Varastoidaan yleensä merilevypaksuuksina |
Käytännössä runkotöissä hyväksytään molemmat temperamentit ja valintaan vaikuttavat usein levyn paksuus ja tarvittavat muovaustoimenpiteet. Tärkeää on, että materiaali tulee tilata merilevyspesifikaatioiden mukaisesti, mikä takaa kuoriutumisen ja rakeiden välisen korroosion suorituskyvyn, ei pelkästään yleisenä 5083:na.
Valmistus, hitsaus ja korroosiosuojaus
5083 on yksi helpoimmin valmistettavia alumiinirakenteisia seoksia. Koska hitsausliitosta ei ole lämpökäsitelty, se säilyttää paljon suuremman osuuden perusmetallin lujuudesta kuin hitsattu 6xxx tai 7xxx metalliseos, mikä on ratkaiseva etu rungon rakenteessa.
MIG- ja TIG-hitsaus 5xxx-täytemetallilla, kuten ER5183 tai ER5356, valittuna vaaditun lujuuden ja sitkeyden mukaan
Rakenteelliset hitsausmenetelmät, jotka on hyväksytty AWS D1.2 mukaisesti, täyteaine luokiteltu AWS A5.10
Perusteellinen rasvan- ja oksidinpoisto ennen hitsausta ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu teräsharjaus juuri ennen läpikulkua
Hallittu lämmöntuonti ja välilämpötila vääristymien rajoittamiseksi, mikä on alumiinipaneelien tärkein valmistusriski
Reilut taivutussäteet ja takajousto muovauksen aikana, koska kylmämuovauskapasiteetti on pienempi kuin teräksellä
Alumiinin eristäminen teräs- ja kupariseoskomponenteista ja alumiini- tai sinkkianodien käyttö, kun eri metallien on oltava rinnakkain
Alumiinin kanssa yhteensopivat pinnoitusjärjestelmät ja antifouling-maalit; kupari-pohjaista kiinnittymisenestoainetta ei saa koskaan levittää suoraan alumiinirunkoon
Usein kysytyt kysymykset
K: Miksi 5083 on parempi kuin 6061 laivanrakennuksessa?
5083:lla on huomattavasti parempi meriveden korroosionkestävyys ja se säilyttää lujuuden hitsatussa tilassa, koska se ei ole lämpökäsiteltävä metalliseos-, joka on vahvempi T6-luokissa, mutta menettää suuren osan lujuudesta hitsauksessa ja sen ympärillä.
K: Sopiiko 5083 alumiinilevy rungon pinnoitukseen?
Kyllä. Se on yksi työveneiden, lauttojen, kalastusalusten ja jahtien vakiorunkomateriaaleista, ja se tilataan normaalisti H116- tai H321-luokassa merilevyspesifikaatioiden mukaisesti.
K: Mitä eroa on 5083-H116:lla ja 5083-H321:llä?
Molemmat ovat stabiloituja, korroosionkestäviä{0}}luokituksia, jotka on tarkoitettu laivakäyttöön, ja molemmat on arvioitu ASTM G66- ja ASTM G67 -testimenetelmillä. Valinta riippuu yleensä käytettävissä olevasta paksuudesta ja tarvittavasta muovaustyöstä.
K: Kuinka 5083-alumiinilevy hitsataan?
MIG-hitsaus on normaali tuotantoprosessi, jossa käytetään 5xxx-täytemetalleja, kuten ER5183 tai ER5356, ja menettelyt ovat AWS D1.2 -hyväksyttyjä. TIG:tä käytetään ohuemmille osille ja näkyville tai kriittisille liitoksille.
K: Tarvitseeko 5083 alumiini maalausta meriympäristössä?
Se toimii hyvin maalaamattomana monissa vesisovelluksissa{0}}, mutta rungot on yleensä pinnoitettu kiinnittymisenesto- ja ulkonäön vuoksi. Vain alumiinille suunniteltuja pinnoitteita ja kiinnittymisenestojärjestelmiä tulee käyttää, ja kupari-pohjaisia maaleja tulee välttää.
K: Kuinka paljon painoa 5083 säästää teräkseen verrattuna?
Tiheys on noin 2,66 g/cm3 verrattuna noin 7,85 g/cm3 teräkseen, joten huomattava painonsäästö on saavutettavissa. Koska moduuli on myös noin kolmannes teräksestä, jäykkyys määrää normaalisti lopullisen levyn paksuuden, joten säästö on pienempi kuin pelkkä tiheyssuhde antaa ymmärtää.
K: Voidaanko 5083 käyttää alhaisessa lämpötilassa?
Kyllä. Se säilyttää sitkeyden kryogeenisiin lämpötiloihin asti, minkä vuoksi sitä käytetään laajalti nestekaasusäiliöissä ja kylmässä ilmastossa toimivissa aluksissa.
