鋁合金材料在艦船領(lǐng)域應(yīng)用前景
2016年05月06日 11:7 10886次瀏覽 來源: 鋁加工 分類: 鋁應(yīng)用
一、艦船用鋁合金優(yōu)點(diǎn):
1、可減輕船重,增加速度,減少燃料的耗費(fèi),可改善船的長寬比,增加穩(wěn)定性;
2、抗腐蝕能力好,能增加船的使用年限;
3、加工成形性好,易于進(jìn)行切割、沖壓、冷彎、成型和切削等各種形式的加工,適合船體的流線化;
4、焊接性能好彈性模量小,吸收沖擊應(yīng)力的能力大,有較大的安全性;
5、材料易獲得性、可回收利用;
6、良好的低溫性能,適合做低溫設(shè)備。
二、艦船用鋁合金具體應(yīng)用
美國的“Enterpreis"號(hào)航空母艦飛機(jī)甲板和飛機(jī)跑道都是鋁合金制造全鋁質(zhì)的魚雷快艇
全鋁質(zhì)的魚雷快艇
三、國外艦船鋁合金發(fā)展概況
鋁合金在造船業(yè)的應(yīng)用已有百余年的歷史,尤其是近年來,鋁合金在各類艦船中均有應(yīng)用的實(shí)例。美國、日本、英國和前蘇聯(lián)早已把鋁合金作為船舶結(jié)構(gòu)的主要材料之一。
目前,日本已有一百多家公司正在建造鋁合金高速船、客輪和漁船,鋁合金船總數(shù)已超過2500艘,美國采用鋁合金建造的各種艦船有2000多艘,北歐、法國、澳大利亞等國建造的鋁合金客船、科學(xué)考察船等有約1000艘。
國外在成分系列化這方面已經(jīng)達(dá)到較高的水平,可供選擇的合金已達(dá)系列化,同一合金可供選用的狀態(tài)也有數(shù)種,品種配套、規(guī)格齊全,特別是大量采用適應(yīng)船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的型材和壁板,大大地減少了焊接工作量同時(shí)又保證了船舶建造質(zhì)量,國外現(xiàn)在已建立起比較完善的艦船用鋁合金的的體系及理論、方法、工藝等。
1、1966-1971年美國建成第一批14艘的“阿希維爾”級(jí)高速炮艇主甲板和船底采用12.7mm厚的5086-H32鋁合金,全艇共用71噸鋁材全部用氬弧焊焊接。
特點(diǎn):采用了TIG和MIG焊的連接方式。
優(yōu)點(diǎn):防止鉚釘松動(dòng)和滲水,解決接觸腐蝕問題,提高連接強(qiáng)度10%~20%,減重20%~30% 。
2、1970年日本建造了大型鋁合金船“?;魩?rdquo;2號(hào),該船長45米,寬7.8米,型深3.9米,滿載吃水1.25米。船殼主體材料采用A5083鋁合金,外板、甲板和隔壁板用A5083-H32狀態(tài)。這艘船的建造標(biāo)志著鋁合金船越來越向大型化和高速化方向發(fā)展。
3、80年代在艦船上前蘇聯(lián)使用AMr6、AMr6-1等合金,開發(fā)的AMr6合金是高鎂的鋁鎂系合金,強(qiáng)度能達(dá)到σP0.2≥165Ma σb≥325Ma,美國一般采用5083、5446等合金。
四、我國艦船用鋁合金發(fā)展的概況
我國艦船用鋁合金經(jīng)過60多年的努力,經(jīng)歷了引進(jìn)、仿制、自主研發(fā)等階段,成功的應(yīng)用于艦艇等裝備和各類高性能的民船。
引進(jìn)仿制:
50年代中期,開始采用蘇聯(lián)硬鋁合金建造大型潛艇等艦艇的上層建筑;
1959年,首次采用蘇聯(lián)硬鋁合金建造了1艘長江水翼客艇的鉚接艇體;
1962年到1966年,滬東造船廠研制完工的小型快艇首次采用了國產(chǎn)LYI2硬鋁合金板材鉚接艇體和上層建筑。
自主研制:
我國在80年代初,洛陽725研究所研制出新型鑄造鋁合金 ZL115,為Al2Si2Mg2Zn系,是在Al2Si2Mg2Cu系鑄造鋁合金ZL105基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。改進(jìn)型的優(yōu)質(zhì)合金ZL115A 已列入船標(biāo) CB1195288,并在專用產(chǎn)品中得到應(yīng)用;
80年代,我國研制成功的耐蝕、可焊船用鋁合金LF16(5A01)、LF15,其性能指標(biāo)達(dá)到和超過了國外同類產(chǎn)品的指標(biāo),均已列入國家軍用標(biāo)準(zhǔn),是我國鋁合金焊接船建造推薦使用材料;
一九八二年,七二五研究所又與東北輕合金、西南鋁合作研制成功較高屈服強(qiáng)度的耐蝕可焊鋁-鎂系2101合金及其配套焊絲(SAlMg6Zr),并試用于深潛器浮力球等產(chǎn)品。
創(chuàng)新開發(fā):
國內(nèi)現(xiàn)在主要研究添加微量元素對(duì)鋁鎂合金腐蝕性能的影響。例如單獨(dú)加Zr能顯著提高AI-Mg-Mn合金的強(qiáng)度,改善合金強(qiáng)度和塑性的配合。Sc和Zr的添加沒有引起合金耐剝蝕性能的明顯下降,還能提高強(qiáng)度。文獻(xiàn)中指出在模擬海水中A1-6Mg-Zr和AI-6Mg-Zr-Sc合金都發(fā)生了點(diǎn)蝕,添加Sc元素的AI-6Mg-Zr-Sc合金不但在力學(xué)性能上有顯著提高,而且還比AI-6Mg-Zr合金表現(xiàn)出更好的耐蝕性。
五、市場前景
目前,中國已成為鋁及鋁加工產(chǎn)品生產(chǎn)消費(fèi)大國,中國造船業(yè)的崛起與強(qiáng)大,為中國的鋁加工提供了機(jī)遇與挑戰(zhàn),我們應(yīng)該抓住機(jī)遇,加強(qiáng)新技術(shù)的開發(fā),努力滿足市場前景廣闊的艦船與高速艇等船舶工業(yè)對(duì)鋁材的應(yīng)用與需求,不斷拓寬國際市場空間,向著更大的方向發(fā)展。
責(zé)任編輯:王慧
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