5083 Aluminijumska legura: Snaga, Otpornost na koroziju & Zavarljivost

1. Uvod

Među 5xxx-serija Aluminijske legure, 5083 aluminij je zaradio zvjezdanu reputaciju za kombiniranje visoka čvrstoća, Vrhunska otpornost na koroziju, i Odlična zavarivost.

Razvijen u 1960-ima, 5083 Aluminij stekli vuču u morskim industrijama zahvaljujući necinnjskoj sposobnosti da izdrži agresivna okruženja morske vode.

Danas, Ostaje radno mjesto u zahtjevnim aplikacijama - iz mornarskih plovila do kriogenih tenkova - jer dosljedno pruža pouzdane performanse u mehaničkom stresu, Ekstremi temperature, i korozivne uslove.

2. Legura sastav i metalurška osnova

U njenoj jezgri, 5083 Aluminij proizlazi svoju snagu iz pažljivo uravnotežene hemije:

3. Ključne varijante i toplotne tretmane

Zgrada na svom robusnom baznom sastavu, 5083 Aluminijska legura predstavlja nekoliko Standardne temperature-Svakirani su kroz kontrolirani hladni rad i stabilizacija za ispunjavanje različitih zahtjeva za performanse.

O-temperatura (Potpuno žar)

• Obrada: 5083-O prima potpunu žarnu na 350-380 ° C za 2-3 sata, nakon čega slijedi brzo hlađenje.
• Mehanički profil:

• • Snaga prinosa: ~125 MPa
  • Vrhunska zatezna čvrstoća (Uts): ~220 MPa
  • Izduženje: ≥25%

• Karakteristike: U o-temperaturu, Legura doseže svoje Minimalna snaga i Maksimalna duktilnost, čineći ga idealnim za dubok crtež, predenje, i složeno žigosanje.
  Livnice koje obično započnu s o-temperaturom kada proizvode zamršene ploče trupa plovila ili ukrašene arhitektonske komponente.

H111 temperament (Lagani hladni rad)

• Obrada: Nakon žarstva, Aplikatori se prijavljuju ≤15% hladni rad (kotrljanje ili savijanje) Da biste prebacili lagani stepen otvrdnjavanja naprezanja.
• Mehanički profil:

• • Snaga prinosa: ~175 MPa
  • Uts: ~310 MPa
  • Izduženje: ≥20%

• Karakteristike: H111 Upadljivo bilansi poboljšana čvrstoća sa Očuvana formabilnost.
  Proizvođači biraju H111 za komponente za koje je potrebna umjerena krutost - poput zakrivljenih željezničkih panela - dok se još uvijek pridržavaju on-line operacije savijanja i hemminga.

H116 temperament (Stabilizovan za zavarivanje)

• Obrada: Legura podvrgnuta kontroliranim hladnim radom plus a prirodno starenje Period na sobnoj temperaturi (obično 72 sati) za stabilizaciju njegove mikrostrukture protiv senzibilizacije.
• Mehanički profil:

• • Snaga prinosa: ≥185 MPa
  • Uts: ~340 MPa
  • Izduženje: ≥12%

• Karakteristike: H116 ističe se za svoje Izuzetan otpor na intergranularne korozije Nakon zavarivanja.
  Mornarički arhitekti i offshore inženjeri određuju H116 za zavarene trupe i palube, Uvjeren da višeslojne zavarivanje neće s vremenom degradirati okolni materijal.

H321 temperament (Termički stabilizovan)

• Obrada: Slično H116, ali sa kontroliranim Pečenje niskog temperature u 100-150 ° C nekoliko sati za ometanja starenja tokom servisa.
• Mehanički profil:

• • Snaga prinosa: ~175 MPa
  • Uts: ~340 MPa
  • Izduženje: ≥12%

• Karakteristike: H321 Daljnje sprečava nepoželjne promjene kada komponente rade na Povišene temperature (do 150 ° C).
  Kao rezultat, HVAC kanali i ploče za izmjenjivač topline u industrijskim postrojenjima često koriste taj temperament za održavanje dimenzionalne stabilnosti i snage.

4. Fizička i termička svojstva od 5083 Aluminijumska legura

5. Mehanička svojstva od 5083 Aluminijumska legura

6. Otpornost na koroziju i izdržljivost

5083 Aluminijska definiranje prednost je njegova Odlična otpornost na vodene okruženja hlorida, potvrđeno decenijama morske službe i standardizovanim testiranjem:

• Otpornost na morsku vodu: U ASTM G48 feričnim testovima hlorida, 5083 aluminij pokazuje potencijal u pitanju +0.8 U vs. SCE,
  znatno viši od 6061 (+0.5 V) i uporediv sa aluminijskim bronzom (Cu-Al Legura).
  Podaci o polju sa sjevernog mora pokazuje stope korozije <0.03 mm / godina za bencome 5083 ploča, pola stope od nehrđajućeg čelika od 316 l u sličnim uvjetima.
• Pucanje stresa-korozije (SCC): Za razliku od legura serije 7XXX, 5083 aluminij rijetko doživljava SCC u nastavku 80% njene snage prinosa U neutralnim rješenjima hlorida (pH 6-8).
  Stope širenja pukotina u NaCL rješenjima su ≤5 × 10⁻⁹ m / s, Zbog nepostojanja kontinuiranog taloga granice zrna.
• Zaštitne mjere:

• • Anodiziranje (5-25 μm oksidni slojevi) povećava površinsku tvrdoću za 200 HV, Odugavanje abrazijom iz morskog biofiliranja.
  • Katodna zaštita (cink anode) Smanjuje gustoću struju korozije 90%, Proširenje servisnog vijeka od 20 do 30+ godina u tropskom morskom vodi.

Ova svojstva čine 5083 Aluminij Jedino aluminijumska legura odobrena za Klase NK i DNV-GL certificirane morske strukture u neograničenim okeanskim zonama.

7. Izrada i obradavost 5083 Aluminijumska legura

5083 Rašireno usvajanje aluminijskog legura u marinu, prevoz, i industrijske primjene proizilaze
ne samo iz njegove otpornosti na koroziju i mehaničku robusnost, već i iz izuzetnog Izrada svestranost i Predvidljivo ponašanje obrade.

Formalnost: Oblikovanje složenih geometrija

5083 aluminijum Uravnotežena duktilnost i odgovor na otvrdnjavanje rada čine ga pogodnim za širok spektar oblikovanja operacija, od nježnog savijanja do dubokog crtanja:

Hladno oblikovanje

• Savijanje: U O temperament (žaljenje), 5083 aluminijum postiže a Minimalni polumjer savijanja od 2 × debljine (npr., 10 MM radijus za 5 mm list), Omogućavanje oštrih uglova u krupnim učvršćivačima i suknji posude pod pritiskom.
  To odgovara mogućnošću čistog aluminija, ali sa 50% Veća otpornost na servis u H111 Temperatura.
• Duboko crtež: An Erichsen indeks 10 mm (ASTM E646) Omogućuje proizvodnju cilindričnih komponenti poput kriogenih spremnika s promjerom do promjera 2 metra.
  Podmazivanje sintetičkim uljima (npr., Tečnosti na bazi estera) smanjuje koeficijente trenja na 0.15-0.20, minimiziranje stanjivanja zidova.
• Formiranje rola: Sposobni za proizvodnju složenih profila (npr., Brodski paneli trupa sa dvostrukom zakrivljenom) sa dimenzionalnim tolerancijama od ± 0,1% debljine, Zahvaljujući jednoličnom strukturu zrna.

Vruće formiranje

• Kovanje / ekstruzija: Vruće radeći na 350-450 ° C (s predgrijavanjem kalupa do 200 ° C) Sprječava pucanje površine uzrokovane segregacijom magnezijuma.
  Ovaj se proces koristi za stvaranje visokog integriteta poput Morski propelerski čvorišta, gde usklađivanje protoka zrna povećava život umora 15% u poređenju s liječenjem ekvivalenta.
• Superplastično oblikovanje: Iako manje uobičajeno, 5083 Aluminij izlaže superplastično ponašanje na 400-450 ° C sa brzinama naprezanja <10⁻³ / ​​s,
  Omogućavanje formiranja zamršenih zrakoplovnih prototipa s varijacijama debljine dolje 1.5 mm.

Ponašanje za zavarivanje: Jačina jezgre

5083 aluminijum je poznat po svojim Odlična zavarivost, Kritični faktor u velikoj strukturnoj izmišljotpu.

Za razliku od legura obogaćenim bakarom (npr., 2024), njegov niski sadržaj CU (≤0,1%) i visoka mg rastvorljivost Eliminirajte vruće pucanje tokom fuzijskog zavarivanja:

Procesi zavarivanja

• TIG (GTAW): Preferirana metoda kritičnih aplikacija (npr., Offshore cjevovodi), korišćenje ER5356 Metal punila (5% Mg, 0.15% CR).
• Ja (Zasjeniti): Pogodno za zavarivanje visokog produktivnosti debelih presjeka (≥10 mm), korišćenje ER5356 Žica (1.2 promjer mm) i plinski miks 75% On + 25% AR za smanjenje prskanja. Doseguju taloge za zavarivanje 5 kg / h, Idealno za montažu brodskih trupa.
• Trenje za zavarivanje (FSW): Proizvodi Zglobovi bez oštećenja sa superiornim otporom na umora (10% viši od GTAW-a), koristi se u LNG nosačima uzdužnim šavovima.
  Proces djeluje na 1,000-1.500 RPM brzina alata i 5-10 kn downrce, Davanje površinskih završnih obrada Ra ≤6.3 μm.

Zavareni zajednički performanse

• Zona pogođena na toplinu (HAZ): Rast zrna je ograničen na 50-100 μm Zbog efekta rafiniranja hroma, očuvanje 85% baznih metalnih utjecaja žilavosti (25 J na -20 ° C).
• Otpornost na koroziju: Zavarivanje pokazuju a Potencijal za pivanje 0.1 V niži od osnovnog metala u morskoj vodi,
  ublažen nakon zavarenog anodiziranja (5 μm Oksidni sloj) ili primjena epoksidnih premaza bogatog cinkom (ISO 12944 C5-m kompatibilan).

Obratnost: Preciznost balansiranja i produktivnost

Iako nije tako slobodno s velikim slovima kao legure bogate silikonom (npr., 6061), Alu 5083 Nudi predvidno ponašanje obrade s pravilnim alatom i parametrima:

Alametri i parametri

• Materijali za alate:

• • Čelik velike brzine (HSS): Pogodno za operacije niskog brzina (≤50 m / i) i ručno obrada, proizvodnja površinskih završnih obrada Ra ≤6.3 μm.
  • Karbid (Wc-co): Preporučuje se za veliku obradu (100-200 m / i), Smanjenje sila za rezanje 30% i proširi život alata za 200 minuta za srednje rezove.

• Parametri rezanja (H111 Temperatura):

• • Okretanje: Brzina hrane 0,1-0,3 mm / rev, Dubina rezanja 1-5 mm, Brzina vretena 800-1.500 o / min.
  • Glodanje: Krajnji mlinovi sa uglovima od 15 ° i uglovima od 5 ° ublažavanja, Aksijalna dubina rezanja ≤2 × promjer, Flow hlađenja 20-30 l / min (emulzija preporučuje kako bi se spriječilo građenje).

Izazovi i rješenja

• Radno otvrdnjavanje: Aluminijumska legura 5083 izlaže indeks rada za obradu rada n = 0,22, zahtijevajući oštar alate za izbjegavanje izgrađene ivice (Luk).
  Regrebići alata na prvi znak habanja smanjuje hrapavost površine 50%.
• Kontrola čipa: U H321, čipovi imaju tendenciju da budu strogo; pomoću prekidača za čip ili povećanje brzine hrane za 0.25 MM / REV pretvara ih u upravljane kovrče.
• Bušenje: Koristite Twist bušilice sa uglovima od 118 ° i bušenje peck za dubine >3× promjer za sprečavanje loma alata u debelim presjecima (npr., 50 MM ploča).

Površinska obrada i tolerancije

• AS-obrađeni završetak: RA 3.2-12.5 μm u H111; brušenje ili honjenje može postići RA ≤0,8 μm za parenje površina (npr., Prirubnica brtve).
• Dimenzionalne tolerancije: Linearne tolerancije od ± 0,05 mm Za male dijelove (≤100 mm) i ± 0,1 mm / m Za velike strukture, Sastanak standarda ISO 2768-MK bez post-obratnih ispravki.

Post-obrada i površinski tretman

• Pucanj: Poboljšava život umora 15-20% putem preostalog kompresovog stresa (-300 MPa) u zavarenim spojevima ili obrađenim površinama, Kritično za oblikovanje kranova podvrgnuto je 10⁶ ciklusa opterećenja.
• Anodiziranje: Proces u dva koraka (Pred-tretman sumporne kiseline + brtvljenje hrome kiseline) stvara a 25 μm Oksidni sloj s tvrdom 200 HV,
  Poboljšanje otpornosti na abraziju za pokretne merderskih merdevina izloženih konstantnom nožnom prometu.
• Oslobodi stres za zavarivanje: Grijanje zavarenih sklopova do 200-250 ° C za 2 sati Smanjuje preostale napore 40%, Minimiziranje izobličenja u velikim odjeljcima trupa (npr., 10 m × 5 m Ploče).

8. Aplikacije od 5083 Aluminijumska legura

Marine Engineering

• Konstrukcije trupa: Brodski trup, pontoni, Trup pod podmornice (plitka voda), Superstrukturne ploče za pomorske plovile.
• Offshore komponente: Platform jakne, Decking - terase, Komponente sistema za privez, Podsea cjevovodi, HUBS, Sistemi za ubrizgavanje morske vode.
• Morska oprema: Okviri morskog merdevina, Zagrade otporne na koroziju, Cevi izmjenjivača topline za brodski motore.

Prijevoz

• Željeznička vozila: Kućišta podnih baterije, Vanjske ploče, Strukturni okviri za obalne željezničke automobile.
• Drumski prevoz: Hladnjaci kamionske tela, Vojno vozilo podvodni oklop, Okviri za prikolicu izloženi cestovnom soli.
• Kriogeni sistemi: LNG linijske tankove, ISO kontejnerski paneli, Tečni spremnici za skladištenje vodika.

Industrijski & Energija

• Plodovi pod pritiskom: Morska voda desalinacija RO plovila, Cisterne za hemijske reaktore, Izmjenjivači topline za obalne elektrane.
• Obnovljiva energija: Offshore Fondacije za vjetroturbine (Monopiles), Strukture ugradnje solarne ploče u obalnim zonama.
• Mehaničke komponente: Kupite za pumpe, Tijela ventila, nosači kran za oštre industrijska okruženja.

Arhitektonski & Građevinarstvo

• Obalne zgrade: Anodizirani obložni paneli, Zaštita od mora, Ograde otpornih na koroziju za morske izložene strukture.
• Infrastruktura: Mostovi u regijama opterećenih soli, Dekorativni i konstruktivni elementi u obalnoj arhitekturi.

9. Prednosti i nedostaci 5083 Aluminijumska legura

Prilikom navođenja 5083 aluminijum za aplikaciju, Inženjeri moraju uravnotežiti svojstvene atribute protiv svojstvenih ograničenja.

Profesionala 5083 Aluminijumska legura

• Izuzetan otpor korozijom:
  Štaviše, 5083-H116 stabilan oksidni film i sadržaj male nečistoće pružaju godine usluge u morskoj vodi.
  Offshore platforme i trupovi rutinski prelaze deset godina intervala održavanja zahvaljujući pasivnoj zaštiti ove legure.
• Učinkovitost zajedničke zajedničke zavarivanja:
  Pored toga, Zavarivanje trenja-miješanja eliminira u potpunosti omekšavanje haz, Omogućavanje zajedničkim efikasnostima do 100 %.
  To čini aluminijumski legura 5083 Jedinstveno prilagođen za zavarene za zavarivanje u mornaričkoj arhitekturi.
• Izvrsna žilavost niskog temperature:
  Nadalje, njegove najdalje vrijednosti utjecaja (> 15 J na -50 ° C) Nadgledajte većinu legura serije 6xxx, Osiguravanje pouzdanosti u arktičkim operacijama i LNG skladištenju.
• Vrhunska performanse umora:
  Ispitivanje umora prikazuje temperament H116 izdržava 10⁷ ciklusa na 60 MPa, Omogućavanje lakših struktura pod cikličkom opterećenjem - idealno za transportne i morske komponente.
• Dobra formibilnost:
  Konačno, Njegova sposobnost dubokog crtanja (1.8:1 omjer) i minimalna proljetna povraćaj u saviju pojednostavljuju izradu složenih oblika bez pregrijavanja.

Protiv 5083 Aluminijumska legura

• Nema otvrdnjavanja oborina:
  Samim tim, Dizajneri moraju prihvatiti strop na snazi (~ 340 MPA UTS) i ne mogu iskoristiti procese umjetnog starenja kako bi se dodatno ojačali legura.
• Umjerena obrada:
  Kao rezultat, Trgovine ulagaju u obložene rezače karbida i poplavnim rashladnim sustavima za upravljanje CHIP kontrolom i alatom za trošenjem obrade u gore 20 %.
• Veći trošak:
  U poređenju sa 5086 ili 5052 legure, Kontrole hemije hemije aluminijske legure 5083 dodaju 10-15 % Cijena premium, koji moraju biti opravdani svojim performansama u korozivnim ili strukturnim ulogama.
• Ograničena otpornost na toplinu:
  Iako H321 temperament stabilizira svojstva na 150 ° C, aluminijumska legura 5083 pretrpi gubitak puzanja i snage iznad te praga, Odlučivši ga za visokotemperaturne motore ili ispušne aplikacije.
• Omekšavanje hadža:
  Bez pravilnog izbora za temperaturu i post zavarivanja prirodnog starenja (72 h), Zavarena aluminijska legura 5083 može izgubiti do 15 % njegove čvrstoće prinosa lokalno potencijalno ugroženi zglobovi kritičnih umor.

10. Uporedna analiza

Za vođenje izbora legure, Uporedimo 5083 Aluminijska legura protiv dvije referentne vrijednosti -6061 (toplotni, Legura srednje čvrstoće) i 5052 (ne-toplom, Legura odlične formalnosti).

Tablica: 5083 vs. 6061 vs. 5052 Aluminijumska legura

• Snaga: 6061-T6 vodi u prinosu, Ali 5083-H116 nadmašuje ga u UTS-u i zadržava vrhunsku koroziju i umornu predstavu.
• Formalnost: 5052-H32 se odlikuje u dubokom crtežu i savijanju, budući da 5083-O / H111 nudi ravnotežu snage i formibilnosti.
• Zavarivanje & Mornarska upotreba: 5083-H116 odolijeva osjetljivost i scc u morskoj vodi daleko bolje nego ni 6061 ili 5052, čineći ga legurom izbora za zavarene panele trupa.

11. Zaključak

Besprekorno miješanjem visoka čvrstoća, Otpornost na koroziju morskog stupnja, i Vrhunska zavarivanja,

5083 Aluminijska legura i dalje dominira aplikacijama koje se kreću od obalnih plovila na kriogeno skladištenje.

Njegova sposobnost održavanja čvrstih mehaničkih i hemijskih performansi u ekstremnim uvjetima čini ga neizostavnim izborom za inženjere koji traže izdržljivost, sigurnost, i dugoročna vrijednost.

Odaberite Langhe visoke performanse aluminijske komponente

• Optimizirana stručnost legure
  Langhe koristi decenije r&D u 5xxx- i aluminij serije 6xxx-serije do Kreira, Mikrostruktura, i temperature za maksimalnu čvrstoću, umor život, i otpornost na koroziju.
• Vrhunska izmišljotina
  Od CNC obrade i trenja - miješajte zavarivanje na napredne površinske tretmane i formiranje topline,
  Langhe-ove vertikalno integrirane procese osiguravaju ponovljivo, Proizvodnja u tijesnom tolerancijom - čak i za najsloženije geometrije.
• Zajamčena kvaliteta i performanse
  Svaki dio je podvrgnut strogim mehaničkim testiranju (zategnut, umor, uticaj), Metalurška inspekcija, i okolišni biciklizam.
  Kada navedete Langhe, Dobijate certificiranu sljedivost materijala, Potpuna inspekcija izvješća, i komponente izgrađene da bi trajale u najoštljim okruženjima.

Doživite sljedeći nivo aluminijskog performansa-partnera sa Langhe danas.

 

FAQs

Što čini 5083 Aluminijska legura idealna za morske aplikacije?

5083 Legura sadrži 4.0-4.9 % Mg Plus Trace CR i MN, koji formiraju stabilnu, Ajlentni oksidni film u morskoj vodi.

U testovima za raspršivanje soli, H116 temperamentne ploče pokazuju nultu pitting nakon 500 Sati - daleko nadmašujući legure opće namjene.

Samim tim, Navalni arhitekti određuju 5083 Aluminijska legura za tanjure trupa, pontoni, i offshore platforme u kojima su otpornost na koroziju i strukturni integritet najvažniji.

Može 5083 biti termički tretiran za povećanje snage?

Ne. 5083 pripada ne-toplom-listary sa 5xxx seriji. Dobija snagu prvenstveno kroz hladni rad (očvršćivanje napora) i prirodno starenje.

Na primjer, Lagani hladni radovi proizvodi temperament H111 (175 MPA prinosi), Dok je stabilizovao H116 (≥ 185 MPa) dolazi iz kontroliranog hladnog rada plus 72 Sati prirodno starenje.

Kako aluminijum legura 5083 upoređivati ​​sa 6061 U performansama zavarivanja i umora?

5083-H116 ponude Odlična zavarivost (MIG / TIG zajedničke efikasnosti ≥ 90 %, FSW do 100 %) i ograničenje umora u blizini 60 MPa u 10⁷ ciklusa.

Suprotno tome, 6061-T6 pati ublažavanje haz (do 150 MPA prinosi) i umor granice okolo 45 MPa.

Dakle, 5083 ostaje preferirani izbor za zavarene, Ciklično učitane strukture u korozivnom okruženju.

Koje su preporučene prakse formiranja za 5083 aluminijumska legura?

• O-temperatura (žaljenje): Postići omjere dubokog crtanja do 1.8:1 i održavajte proljeće ispod 3 °.
• H111 Temperatura: Savijte radijui kao čvrsto kao debljine 3 × ploče pri brzinama do 20 m / min sa ± 0.5 MM tačnost.
  Uvijek dopustite 1-2 ° od povratnog leđa i koristite progresivno sredstvo za minimiziranje lokalnog naprezanja.

Je 5083 Aluminijska legura pogodna za kriogenu uslugu?

Da. 5083 Aluminijska legura zadržava visoku žilavost do -196 ° C, Sa najpravitim V-zareznim vrijednostima utjecaja ≥ 15 J na -50 ° C.

Njegova stabilna mikrostruktura odolijeva grešku, čineći ga gornjim izborom za LNG tenkove, Rashladne prikolice, i cjevovodi niskog temperature.

Koji zaštitni tretmani poboljšavaju životni vijek 5083?

• Anodiziranje: Može li sloj oksidnog oksida od 10-25 μm može dvostruki Uslužni vijek u oštrim morskim atmosferama.
• Katodna zaštita: Žrtvotvorne cink anode čuvaju velika područja trupa protiv galvanskog i pitting napada.
• Sistemi za farbanje: Pomorska boja sa epoksidnim prajmerima i poliuretanskim vrhovima dodaje UV i otpornost na abraziju.