Üst düzey gemiler ve deniz mühendisliği için alüminyum alaşım malzemelerinin geliştirme yönü

Alüminyum alaşımları iki kategoriye ayrılabilir: biri plakalar, şeritler, folyolar, tüpler, çubuklar, şekiller, teller, tozlar ve amballer gibi yarı bitmiş ürünleri işlemek için kullanılan deforme olmuş alüminyum alaşımlardır; Diğeri, çeşitli dökümleri ve kalıp dökümlerini dökmek için kullanılan dökme alüminyum alaşımlarıdır.

Birincisi Deniz Mühendisliği'nde en yaygın olarak kullanılan. Alüminyum alaşımı, yüksek spesifik mukavemet, güçlü deniz suyu korozyon direnci, kaynaklanabilirlik, kolay işleme ve şekillendirme, iyi çevre koruması, düşük sıcaklık kırıcı, manyetizma yok ve manyetik çarpışma sırasında kıvılcım özelliklerine sahip olduğundan, Deniz Mühendisliği. Uygulama geminin kütlesini etkili bir şekilde azaltabilir, stabiliteyi artırabilir, hızı artırabilir vb.

Bu nedenle, alüminyum alaşımlar dünyanın birçok ülkesindeki gemilerin ana yapısal malzemelerinden biri haline gelmiştir ve kıyı, göl ve nehir kenarındaki tesislerin inşasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyumun yüksek korozyon direnci nedeniyle, boyanması veya korunması gerekmez ve 30 yıl kullanılabilir. Alüminyumun çarpıştığında kıvılcım üretmemesi, özellikle yangın riskini büyük ölçüde azaltabilen yanıcı malzemeler ve yağ ile temas eden gemi parçaları ve yapılar üretimi için uygun hale getirir.

Gemilerde kullanılan alüminyum alaşım miktarı

Şu anda, gemiler ve gemilerin üretiminde kullanılan alüminyum miktarı fazla değildir. Dünya söz konusu olduğunda, 2013'teki miktar toplam tüketiminin yaklaşık% 1,1'ini oluşturuyordu. 2012 yılında, Japonya'da yurt içi haddelenmiş alüminyum tüketimi 974.4kt idi, bunların ulaşım tüketimi otomobil endüstrisinde 159.0kt (139.0kt,%87.42 ve ekstrüde alüminyum yurtiçi tüketimi 784.5kt idi, bunlardan bunlardan Ulaşım tüketimi 141.9kt (otomobil endüstrisinde 131.6). KT,% 92.94'ü oluşturan), bu iki alüminyum malzemenin ulaşım alanındaki tüketimi toplam tüketimin% 17.11'ini oluştururken, otomobil endüstrisinin tüketimi açıklanır. Ulaştırma malzemelerinin 89.93'ü ve havacılık endüstrisi ve deniz mühendisliği tüketimi%10'dan azdır.

Japonya, az gelişmiş bir havacılık endüstrisine sahip bir ülkedir, bu nedenle deniz mühendisliği tüketiminin ulaşımda kullanılan alüminyumun% 5'ini aşmayacağı tahmin edilmektedir. Japonya'nın alüminyum tüketimi zaten istikrarlı bir aşamaya girdi. 2004 yılından bu yana, deniz mühendisliği ve gemilerin tüketimi 20kt/a civarında seyretmektedir. Kullanılan alüminyum malzemeler arasında, kalın plakalar ana, yaklaşık%88'dir ve ekstrüde edilmiş malzemeler desteklenir, ancak ekstrüde edilmiş malzemelerin çoğu kıyı tesislerinde kullanılır.

Çin gemileri için alüminyum alaşım yapısı Japonya'dan farklıdır. Japonya, LNG (sıvılaştırılmış doğal gaz) gemilerinin üretiminde büyük bir ülkedir. 5083 alaşımlı kalın plaka ile kaynaklanmış dört büyük LNG tankı vardır. Kalın plakaların miktarı yaklaşık 4kt/gemidir. Düşük sıcaklıkta kırılgan olan Çin Fe-Ni-Mn çeliği, LNG gemi yapımında kullanılır. Çin'de, küçük ve orta ölçekli gemiler üretmek için sadece bazı kalın plakalar kullanılır. 2014 yılında, Çin'in gemi inşa endüstrisinde kullanılan alüminyumun 230kt'den az olduğu ve miktarın% 1'inin toplam alüminyum tüketiminden daha az olduğu tahmin edilmektedir.

Bununla birlikte, Çin'in deniz gücüne doğru ilerlemesinin hızlanması ve artmasıyla birlikte, gemiler ve deniz mühendisliğinde kullanılan alüminyum miktarı önemli ölçüde artacaktır, ancak 2025'ten önceki ortalama yıllık büyüme oranı%7,5'i aşmayacaktır.

Gemi alüminyum alaşımının gelişimi

Alüminyumun endüstriyel üretimi, 1988'de Amerika Birleşik Devletleri'ndeki dünyanın ilk alüminyum tesisi Pittsburgh metalurji şirketinin kurulmasıyla başladı. 1891'de gemi inşa endüstrisi, tesis tarafından ilk kez deniz parçaları üretmek için üretilen alüminumu kullandı. 120 yılı aşkın araştırma ve geliştirme sonrasında, alüminyum Gemiler ve deniz mühendisliğinde malzemelerin uygulanması giderek daha kapsamlıdır ve bu sektörlerde umut verici malzemelerden biri haline gelmiştir.

Gemi yapımında kullanılan en eski alüminyum alaşımlar NI içeren Al-Cu alaşımları, ardından 2xxx serisi alaşımlardı, ancak deniz suyuna karşı korozyon direnci yüksek değildi, bu da gemi inşa endüstrisindeki uygulamalarını sınırladı.

6061-T6 alaşımı 1930'larda kullanıldı ve gövde perçinleme ile inşa edildi. Korozyona dayanıklı 5xxx serisi alaşımları 1940'larda kaynaklandı ve 1950'lerde TIG (Tungsten inert gaz) kaynak teknolojisi benimsenmiştir. Bu dönemde, gemi yapımında alüminyum alaşımlarının uygulanması büyük ilerleme kaydetti. 1960'larda ABD Donanması art arda Al-MG serisi 5086-H32 ve 5456-H321 alaşım tabakaları, 5086-H111 ve 5456-H111 alaşımlı ekstrüde profilleri geliştirdi. H116 ve H117 durumlarının kullanımı nedeniyle, AL8MG5'in taneler arası yağışları ortadan kaldırıldı. Bileşik ağ filmi, 1960'lardan beri gemi alüminyum alaşımlarının araştırma ve geliştirilmesinde bir kilometre taşı ve önemli bir ilerleme olan pul pul dökülme korozyonu ve taneler arası korozyon problemlerini çözmektedir.

Daha sonra, daha yüksek verim mukavemeti olan malzemelere ihtiyaç nedeniyle, 6xxx serisi alaşımları gemi yapımında yaygın olarak kullanılmıştır. Uzun bir süre, Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve diğer ülkeler esas olarak 5xxx Serisi alaşımları ve 6xxx serisi alaşımlarını seçti. Gövde alüminyum alaşımından yapılmış, Sovyetler Birliği 2xxx serisi alaşımlarını tercih ediyor. Reform ve açılmadan önce, Çin'in gemi inşa endüstrisi esas olarak Sovyetler Birliği'ni takip etti. 1980'den beri Avrupa, ABD ve Japonya gibi daha fazla ülkeyi takip etti. 2010'dan sonra bağımsız inovasyon yavaş yavaş güçlendirildi. 1970'lerden bu yana, orta mukavemetli kaynaklanabilir 7xxx serisi alaşımları üzerine yapılan araştırma artmaktadır ve gemi yapımında uygulanan bazı ilerlemeler kaydedilmiştir.

1970'lerden bu yana, gemi yapılarının rasyonelleştirilmesi ve kilo azaltılmasına giderek daha fazla dikkat edilmiştir. Büyük gemilerin üst yapısında çok sayıda alüminyum alaşım kullanılır. Bu amaçla, bu dönemde özel spesifikasyonların ekstrüde profilleri, geniş geniş ekstrüde paneller ve dökümler dahil olmak üzere birçok alüminyum alaşım ve malzeme geliştirilmiştir.