Dos aliatges de magnesi darrere de la construcció naval moderna
La placa d'alumini seleccionada per a un vaixell afecta directament la seguretat del casc, la durabilitat i el cost operatiu. Entre la família 5xxx, dos aliatges representen la major part de la demanda de construcció naval: 5052, un material d'ús general de resistència mitjana-, i 5083, una placa marina de més resistència-. Tots dos són aliatges d'alumini-magnesi que es basen en magnesi en solució sòlida per a la seva resistència i en un òxid de superfície estable per a la resistència a la corrosió, i tots dos estan disponibles amb l'aprovació de les societats de classificació, com ara Lloyd's Register i RINA.
Escollir entre ells és una qüestió d'on es troba la placa a l'estructura. Els elements que no suporten-càrrega-com ara les superestructures, els accessoris interns i les cobertes de coberta solen ser 5052, mentre que la carcassa inferior, la coberta de resistència i els marcs amb molta càrrega solen ser 5083.
Placa d'alumini 5052
5052 conté al voltant d'un 2,5% de magnesi amb una addició de crom i és la làmina d'Al-Mg d'ús general més utilitzada. Combina força mitjana amb molt bona resistència a la corrosió, excel·lent conformabilitat i soldabilitat fiable.
La baixa densitat d'uns 2,7 g/cm3 redueix el pes del casc i millora l'eficiència del combustible
Bona resistència a l'aigua de mar i a les atmosferes humides, apta per a peces exposades del vaixell
Fàcil de prémer, enrotllar i doblegar en formes complexes
Subministrat en tremps H32, H34 i H112, amb O per a la formació severa
Aplicacions típiques: superestructures, cobertes, dipòsits, conductes, estructures sense -càrrega-
En el tremp H32, 5052 s'especifica normalment amb una resistència a la tracció d'almenys 215 MPa i una tensió de prova del 0,2% d'almenys 160 MPa, amb un allargament molt superior al 7%, mesurat en funció dels requisits de ASTM B209. El tremp H32 es produeix per enduriment per deformació i recuit parcial, que proporciona un bon equilibri entre resistència i conformabilitat.
Placa d'alumini 5083
5083 augmenta el contingut de magnesi a aproximadament un 4,5% i afegeix manganès, que augmenta la resistència i la duresa al rang que normalment s'associen amb un aliatge estructural d'alta -resistencia alhora que manté la soldabilitat.
La resistència a la fluència pot arribar als 275 MPa a les temperatures més altes, molt per sobre de 5052
Excel·lent resistència a l'aigua de mar i atmosferes industrials, incloses les zones soldades
Conserva la resistència després de la soldadura perquè no es pot tractar-per calor
Disponible en tremps O, H111, H112, H116 i H321 per a estructures marines
Aplicacions típiques: revestiment de casc, cobertes de resistència, mampares, tancs, estructures offshore
5083 en condicions H116 s'especifica amb una resistència a la tracció mínima d'uns 305 MPa i una tensió de prova mínima d'uns 215 MPa, amb exfoliació i acceptació de corrosió intergranular requerida per ASTM B928. Aquest requisit de corrosió és el que separa la placa-qualificada marina de l'estoc comercial normal.
Certificació, comparació i rang de subministrament
| Item | 5052 | 5083 |
|---|---|---|
| Contingut de magnesi | aproximadament un 2,5% | 4.0-4.9% |
| Resistència a la tracció típica | 215 MPa i més (H32) | 275-305 MPa i superior (H116) |
| Estrès de prova típic | 160 MPa i més | 215-275 MPa |
| Formabilitat | Excel·lent | Bé |
| Resistència a la corrosió | Molt bé | Excel·lent |
| Cost relatiu | Abaix | Més alt |
Les plaques es subministren de 3 mm a 6 mm de gruix en forma laminada en fred fins a uns 2200 mm d'ample, i de 6 mm a 40 mm de gruix en forma laminada en calent fins a uns 2500 mm d'ample, tallades a la longitud segons sigui necessari. L'aprovació de Lloyd's Register i RINA s'atorga contra les normes pròpies de la societat per als materials d'alumini, i cada enviament s'acompanya d'un certificat d'inspecció a EN 10204 3.1 amb traçabilitat del número de calor.
Fabricació i Control de Qualitat
Tots dos aliatges estan soldats amb metalls d'aportació 5xxx i els procediments s'han de qualificar per al gruix i la posició utilitzats al vaixell. El conformat en fred es realitza a temperatura controlada perquè un treball en fred excessiu seguit d'un servei a temperatura elevada pot sensibilitzar el material a la corrosió per estrès; quan es requereix un format sever, s'utilitza un tremp recuit i la peça s'estabilitza posteriorment.
El control de qualitat d'una comanda d'una drassana normalment inclou anàlisis químiques, proves de tracció i rendiment, mesurament de l'allargament, controls dimensionals i de planitud, inspecció d'ultrasons de la placa quan sigui necessari i verificació de les proves d'acceptació de corrosió per a 5083 en condicions H116 o H321. També es comprova l'absència de contaminació per ferro a la superfície, ja que les partícules d'acer incrustades de l'equip de manipulació són la causa més comuna de marques d'òxid en una placa-resistent a la corrosió.
Preguntes freqüents
P: Quin aliatge s'ha d'especificar per al casc d'un vaixell?
R: El revestiment del casc i les estructures de coberta de resistència s'especifiquen normalment a 5083 per la seva major resistència a la fluència i el seu rendiment a la corrosió. 5052 s'utilitza per a superestructures i peces internes no-estructurals.
P: Què afegeix la certificació LR o RINA?
R: L'aprovació significa que el material s'ha produït i provat amb les regles de la societat de classificació i porta un certificat d'inspecció amb traçabilitat tèrmica, que normalment es requereix per als vaixells comercials assegurats.
P: Els dos aliatges són soldables?
A: Sí. Tots dos estan soldats amb metalls d'aportació 5xxx adequats, i cap dels dos es pot tractar amb calor-, de manera que la junta soldada conserva una bona proporció de la resistència del metall principal.
P: Es pot subministrar 5083 en plaques de més de 40 mm de gruix?
R: Les seccions més pesades estan disponibles a petició, però la gamma marina comuna és de 3-40 mm, amb límits d'amplada al voltant de 2200 mm per a la placa-en fred i 2500 mm per a la placa laminat en calent.
P: Com es verifica la resistència a la corrosió 5083?
R: Mitjançant les proves d'exfoliació i corrosió intergranular requerides per als tremps H116 i H321, juntament amb les proves de composició i mecànica de ASTM B928.
P: El 5052 necessita un recobriment protector a bord?
R: Funciona bé en moltes àrees, però el recobriment és normal per a superfícies immerses, zones d'esquitxades i on la placa entra en contacte amb metalls diferents.
