5083 Aluminiumlegering av stor diameter

The 5083 large diameter aluminum alloy forging ring is a high-strength, non-heat-treatable aluminum-magnesium alloy (Al-Mg series) renowned for its exceptional corrosion resistance (especially in marine and industrial environments), excellent weldability, good moderate strength, and outstanding cryogenic toughness. Through precise forging, particularly for large diameter rings, its internal microstructure är optimerad, med spannmålflödet inriktat längs ringens geometri, vilket gör detta material till ett idealiskt val för applikationer som kräver extrem tillförlitlighet, korrosionsbeständighet, svetsbarhet och prestanda i stora strukturella komponenter, såsom skeppsbyggande, offshore -teknik, kryogena lagringstankar, tryckfartyg, järnvägstransporter och militära industrier:

Primära legeringselement:

Magnesium (mg): 4.0-4.9% (primärt förstärkande element, ger styrka och god svetsbarhet)

Manganes (MN): 0.4-1.0% (förbättrar ytterligare styrka och förädlar korn)

Chromium (CR): 0.05-0.25% (hämmar omkristallisation, förbättrar stresskorrosionsmotståndet)

Titan (TI): 0,15% max (kornförfining)

Basmaterial:

Aluminium (Al): balans

Kontrollerade föroreningar:

Järn (Fe): 0,40% max

Kisel (SI): 0,40% max

Koppar (Cu): 0,10% max

Zink (Zn): 0,25% max

Andra element: 0,05% max vardera, 0,15% max totalt

Premium smidningsprocess (för ringar med stor diameter):

Smältberedning:

Primär aluminium med hög renhet (99,7% minimum)

Exakt kontroll av legeringselement med ± 0,03% tolerans

Avancerad filtrerings- och avgasningsbehandlingar (E . G ., inert gasspridning, snif, vakuumavgasning) säkerställer ultrahög smältrenlighet, minimerar inneslutningar

Kornförfining (vanligtvis med Al-Ti-B-masterlegering) för att få en enhetlig och fin stipendiumstruktur

Speciellt designade direkta kyla (DC) gjutningssystem för att producera storstora göt med hög inre kvalitet, vilket möjligen använder Electromagnetic Stirring (EMC) för att förbättra GOT-kvaliteten

Homogenisering:

Multi-stegs homogenisering vid 450-480 examen för 16-36 timmar (beroende på götstorlek)

Uniform temperaturkontroll: ± 3 grader, säkerställer enhetlig fördelning av legeringselement, eliminering av makrosegregering och förbättrad duktilitet

Billetförberedelser:

Götytkonditionering (skalning eller fräsning) för att ta bort ytfel

100% ultraljudsinspektion för att säkerställa intern felfrihet (överensstämmer med AMS 2630 klass A1 eller ASTM E2375 nivå 2)

Förvärmning: 380-420 examen, med exakt temperaturens enhetlighetskontroll för att säkerställa duktilitet före deformation

Smidningssekvens (stor diameter ringslutning):

Upprörande: Flera upprörande steg för stora göt vid 380-420 examen för att bryta ner den gjutna strukturen och bilda en pannkaka eller skivformad förform

Piercing: Skapa ett centralt hål på stora hydrauliska pressar med hjälp av matriser eller mandrel, gradvis bildar det ringformade hålet och komprimerar ringväggen, ytterligare förädling av korn

Ring Rolling: The critical ring rolling process on large diameter ring rolling machines. Through axial and radial reduction, grain flow is highly aligned circumferentially along the ring, eliminating internal voids and porosity, improving density and circumferential properties. Ring rolling is typically performed in multiple passes to ensure uniform deformation and avoid defects.

Die Forging Finish (valfritt): För ringar som kräver extremt hög dimensionell noggrannhet kan slutformning utföras på stora smidningspressar för att säkerställa geometrisk precision och ytkvalitet .

Smide temperatur: 350-400 examen (exakt kontrollerad) för att förhindra överdriven korntillväxt och sprickbildning

Forgningstryck: tiotusentals till hundratusentals ton som använder stora hydrauliska pressar och ringrullmaskiner för att säkerställa tillräcklig deformation av stora billetter

Minsta reduktionsförhållande: 4: 1 till 6: 1, vilket säkerställer tät, enhetlig inre struktur, fullständig eliminering av ständig struktur och bildning av optimerat kornflöde

Glödgning (valfritt):

Om ytterligare bearbetning krävs eller om känsligheten för restspänning är ett problem, kan glödgning (o temperament) utföras efter smidning för att sänka hårdheten och förbättra duktiliteten .

Efterföljande arbetshärdning och stabiliseringsbehandlingar (för att bilda H Tempers):

H111: Måttligt ansträngning härdad efter full glödgning, lämplig för allmänna strukturer .

H112: Platta först efter smidning, bibehållen av det smidda tillståndet, lämpligt för vidare bearbetning innan bearbetning .

H321: Stabiliserat H32 Temper, ger utmärkt stresskorrosionsmotstånd .

Alla produktionssteg är föremål för sträng kvalitetskontroll, icke-förstörande testning och spårbarhetshantering, särskilt för den inre kvalitetskontrollen av ringar med stor diameter .

Fastighetsfördelning:

Radial vs . tangentiella egenskaper: stor diameter smidda ringar uppvisar utmärkt anisotropi . ring rullande mycket anpassar kornflödet periferentiellt längs ringen, vilket ger högre tangentiellt styrka, utmattningsmotstånd och fraktur tuffhet .} radial och axialt egenskaper kan vara lätt, men är en liten (utmattning är kontrollerad {3 {3 {3})

Väggtjocklekseffekt på egenskaper: Styrka kan något öka i tunnare väggsektioner . För tjockväggade ringar med stor diameter är enhetlighet i kärn- och ytegenskaperna avgörande, vilket säkerställs av smidningsprocessen .}

Kärna till ythårdhetsvariation: Mindre än 5 HB .

Restspänning: H112 Tempering behåller viss restspänning från smidning . H321 Temperant minskar avsevärt restspänning genom stabiliseringsbehandling och förbättrar stresskorrosionsbeständighet .

Trötthetsprestanda: Optimerat spannmålsflöde och tät mikrostruktur som bildas av smidningsprocessen förbättrar materialets trötthetsliv och motstånd mot utmattningssprickutbredning, vilket är särskilt kritiskt i stora strukturella komponenter .

Kryogen prestanda: Styrka och seghet förbättras till och med i extremt lågtemperaturmiljöer, utan spröd övergång, vilket gör det till ett utmärkt kryogent strukturellt material .

Viktiga mikrostrukturella funktioner:

Kornstruktur:

Fin, enhetlig blandad struktur av omkristalliserade korn och långsträckta icke-rekristalliserade korn anpassade tangentiellt

Kornflödet matchat starkt med ringens geometri, enhetligt distribuerat tangentiellt, maximerar materialprestanda

Fina dispersoider som bildas av mangan (MN), krom (CR) och titan (TI) hämmar effektivt korntillväxt och omkristallisering

ASTM kornstorlek 6-9 (45-16 μm) eller finare korn (ASTM 8-10)

Utfällningsfördelning:

Mg₂al₃ -fas: fin och jämnt spridd, fungerar som den primära förstärkningsfasen

Kontinuerlig utfällning av mg₂al₃ vid korngränser kontrolleras effektivt för att undvika stresskorrosionskänslighet

Små mängder primära intermetalliska föreningar som Alfemn bryts effektivt ner och sprids, med kontrollerad storlek och kvantitet

Texturutveckling:

Smidningsprocess skapar specifik struktur som är fördelaktigt för tangentiella egenskaper, optimering av styrka, seghet och trötthetsmotstånd

Specialfunktioner:

Ultrahög metallurgisk renlighet, vilket minimerar icke-metalliska inkluderingsfel genom avancerad smältning och gjutningsteknik

Morfologi och distribution av kontinuerliga korngränsutfällningar (beta -fas) kontrolleras exakt för att maximera stresskorrosionsmotståndet

Standard tillgängliga formulär:

Smidda ringar: ytterdiameter upp till 4000 mm+, väggtjocklek upp till 600 mm+

Anpassade dimensioner och geometrier tillgängliga enligt kundteckningar och krav, och erbjuder olika villkor från AS-Forged-tomma ämnen till grova eller avsluta bearbetade tillstånd

Finns i olika värmebehandlingstemperaturer, såsom O, H112, H321

Temperal Selection Guidance:

O: När komplexa kalla formningsoperationer krävs för ringar med stor diameter, eller som ett initialt tillstånd för efterföljande bearbetning .

H112: Vid användning av den smidiga mikrostrukturen och egenskaperna, och ytterligare bearbetning krävs .

H321: När extremt höga krav för korrosionsbeständighet (särskilt stresskorrosionsprickor) finns, tillsammans med högre styrka krav, vanligtvis används i tjockväggade strukturer med stor diameter .

H116: When the most stringent requirements for SCC and exfoliation corrosion resistance exist, typically used for thin-walled structures in marine environments, but not suitable for thick sections due to stabilization treatment limitations. For large diameter thick-walled forged rings, H321 is a more practical and excellent choice.

Tillverkningsvägledning:

Maskinbarhetsbetyg: 70% (1100 aluminium=100%), bra bearbetbarhet, lägre än 2xxx och 7xxx legeringar, men högre än ren aluminium

Chip Formation: Gummy Chips, tenderar att linda runt verktyg, kräver bra chipbrytare och högflödeskylvätska

Kylvätska: vattenlöslig skärvätska (8-12% koncentration), kylning av hög flödeshastighet

Verktygsslitage: Måttlig, regelbunden verktygsinspektion behövs

Svetsbarhet: Utmärkt med TIG och MIG -svetsning, en av de bästa svetsbara aluminiumlegeringarna, med hög svetsstyrka, lämplig för montering av stora komplexa strukturer

Kallt arbete: Bra formbarhet i O Temper, måttlig i H112 Temper, Dålig i H321 Temper

Hot Working: Rekommenderat temperaturintervall 300-400 examen, med strikt kontroll över deformationsbelopp och hastighet

Stresskorrosionsprickor: H321 och H116 Tempers har utmärkt motstånd mot stresskorrosionsprickor

Kryogena egenskaper: behåller eller förbättrar styrka och seghet vid extremt låga temperaturer, utan spröd övergång

Ytskyddsalternativ:

Anodiserande:

Typ II (svavel): 10-25 μm tjocklek, ger ytterligare skydd och estetik

Typ III (hård): 25-75 μm tjocklek, ökar slitstyrkan och hårdheten

Konverteringsbeläggningar:

Kromatomvandlingsbeläggningar (MIL-DTL -5541): Utmärkt bas för färger eller lim

Kromfria alternativ: Miljökompatibla

Målningssystem:

Epoxy Primer + Polyurethane Topcoat: Ger utmärkt långsiktigt skydd, särskilt för marina och offshore-applikationer

Designöverväganden:

Driftstemperaturområde: -270 examen till +80 examen (långvarig användning över 65 grader kan leda till sensibilisering, vilket påverkar SCC-känslighet)

Cryogenic Performance: upprätthåller eller förbättrar styrka och seghet vid extremt låga temperaturer, utan spröd övergång, idealisk för kryogena strukturella material, allmänt används i LNG -tankar

Magnetiska egenskaper: Icke-magnetisk

Återvinningsbarhet: 100% återvinningsbart med högt skrotvärde

Formbarhet: Bra i O Temper, måttligt i H112 Temper, Dålig i H321 Temper

Dimensionell stabilitet: God dimensionell stabilitet efter smidning och stabiliseringsbehandling

Styrka-till-vikt-förhållande: Betydande fördel i applikationer som kräver hög styrka, korrosionsbeständighet och stora strukturella komponenter

Standardtestförfaranden:

Kemisk sammansättning:

Optisk utsläppsspektroskopi

Röntgenfluorescensanalys

Inert gasfusion (väteinnehåll)

Verifiering av alla större element och föroreningsinnehåll

Mekanisk testning:

Dragtestning (radiell, tangentiell, axiell, särskilt för tjockväggiga ringar, prover som behövs på olika djup)

Hårdhetstestning (Brinell, flera platser)

Impact Testing (Charpy V-Notch, särskilt för kryogena tillämpningar, testade vid specifika temperaturer)

Trötthetstestning (efter behov)

Stresskorrosionsprickningstest (SCC, per ASTM G44, G47, särskilt för H116/H321 Tempers)

Icke -förstörande testning:

Ultraljudinspektion (100% volymetrisk, med särskild uppmärksamhet på den inre kvaliteten på stor diameter tjockväggiga förlåtelser, överensstämmer med AMS 2630 klass A1/AA eller ASTM E2375 nivå 2)

Eddy-strömtestning (yt- och nära ytfel)

Penetrantinspektion (ytfel)

Radiografisk testning (interna makroskopiska defekter, för kritiska områden)

Mikrostrukturell analys:

Kornstorleksbestämning

Utfällning och intermetallisk förening utvärdering

Verifiering av kornflödesmönster

Bedömning

Dimensionell inspektion:

CMM (koordinatmätmaskin) verifiering

Yttre diameter, inre diameter, väggtjocklek, höjd, planhet, koncentricitet osv. ., med omfattande geometrisk dimensionell kontroll för stora ringar

Standardcertifieringar:

Mill Test Report (EN 10204 3.1 eller 3.2)

Certifiering av kemisk analys

Mekaniska egenskaper certifiering

Värmebehandling/smide certifiering

Icke -resande testcertifiering

Överensstämmelse med ASTM B247 (Forgings), GB/T 3880 (kinesisk standard), en AW -5083, DNV GL, Lloyd's Register, ABS och andra klassificeringssamhällen .}

Primärapplikationer:

Marinindustri:

Stora fartygs- och yachtstrukturella komponenter (däck, skott, skrovanslutningsringar)

Offshore -borrplattformar, flytande produktionslagring och avlastning (FPSO) enhetsstrukturer

Stora komponenter för avsaltningsutrustning för havsvatten

Kryogen teknik:

Viktiga strukturella komponenter för stora flytande naturgas (LNG) lagringstankar och bärare, såsom ringbalkar, kjolstöd osv. .

Flytande raketbränsleförvaringstankar

Tryckkärl:

Flänsar, huvuden och skalavsnitt för stora tryckkärl i kärnkraftverk, kemiska reaktorer, etc. .

Järnvägstransit:

Höghastighetstågens konstruktionskomponenter, hjulnav, etc. .

Militär:

Navalkärlstrukturer, pansarfordonskomponenter, missilstartrör osv. .

Designfördelar:

Utmärkt korrosionsmotstånd, särskilt i marina och industriella miljöer, med mycket hög motstånd mot havsvattenkorrosion

Överlägsen svetbarhet, med hög svetstyrka och god duktilitet, lämplig för montering av stora komplexa strukturer

Exceptionell kryogen seghet, med egenskaper underhållna eller förbättrade vid extremt låga temperaturer, ingen spröd övergång

Bra måttlig styrka och utmärkt duktilitet, lämplig för stora strukturella komponenter

Smidningsprocessen optimerar spannmålsflöde och intern kvalitet, förbättring av trötthetsresistens och frakturthethet

Utmärkt motstånd mot stresskorrosionsprickor och exfolieringskorrosion (H321/H116 TEMPERS)

Lätt, bidrar till energibesparingar och utsläppsminskning

Omagnetisk

Designbegränsningar:

Kan inte stärkas genom värmebehandling; Styrketränsen är lägre än 2xxx och 7xxx-serie högstyrka legeringar

Långvarig användning över 65 grader kan leda till sensibilisering (på grund av kontinuerlig utfällning av Mg₂al₃-fas) måste ökad känslighet för stresskorrosion . driftstemperaturen kontrolleras eller H321 temperament vald .}

Styrketivån är lägre än flyg- och rymdlegeringar som 7075, men dess korrosionsmotstånd och svetsbarhet är överlägsen .

Smide svårigheter och kostnadsökning med storlek .

Ekonomiska överväganden:

Tillverkningskostnaden för smidda ringar med stor diameter är hög, men deras exceptionella prestanda och tillförlitlighet i stora kritiska strukturer ger oföränderligt värde

Utmärkt korrosionsmotstånd minskar långsiktigt underhålls- och ersättningsbehov, vilket sänker de totala livscykelkostnaderna

God svetsbarhet minskar svårigheten och kostnaden för att tillverka komplexa stora strukturer

Lätta egenskaper hjälper till att minska bränslekostnaderna för transport, särskilt vid varvsindustrin och järnvägstransport

Hållbarhetsaspekter:

100% återvinningsbar, hög resursåtervinningsgrad, överensstämmer med gröna tillverkningskoncept

Energiförbrukning och koldioxidutsläpp i produktionsprocesser i aluminium är kontinuerligt optimerade

Lång produktlivslängd och hög tillförlitlighet minskar avfallsgenerering

Vägledning för materialval:

Välj 5083 smidda ringar med stor diameter när hög hållfasthet, exceptionell korrosionsbeständighet (särskilt till havsvatten), utmärkt svetsbarhet, kryogen seghet och stor strukturell stabilitet krävs

Lämplig för kritiska strukturer som marina kärl, LNG -tankar och stora tryckkärl, där överlägsen inre kvalitet och omkretsegenskaper erhållna genom smide är väsentliga

För strukturer som tjänar långsiktigt vid temperaturer över 65 grader bör H321-temperament väljas och driftstemperatur strikt kontrollerad .

När högre styrka och god korrosionsmotstånd krävs kan 5A06 -legering övervägas .

Populära Taggar: 5083 Aluminiumlegering av stor diameter