5083 anello di forgiatura in lega di alluminio di grande diametro

L'anello di forgiatura in lega di alluminio di grande diametro 5083 è una lega di alluminio-magnesio non trattabile ad alta resistenza (serie AL-MG) rinomata per la sua eccezionale resistenza alla corrosione (specialmente in ambienti marini e industriali), saldabilità eccellente, buona forza moderata, buona forza moderata, buona forza moderata, buona resistenza criogenica {{6} Ottimizzato, con flusso di grano allineato lungo la geometria dell'anello, rendendo questo materiale una scelta ideale per applicazioni che richiedevano affidabilità estrema, resistenza alla corrosione, saldabilità e prestazioni in grandi componenti strutturali, come costruzione navale, ingegneria offshore, serbatoi di stoccaggio criogenico, vasche di stoccaggio criogenico

Elementi di lega primaria:

Magnesio (mg): 4.0-4.9% (elemento di rafforzamento primario, fornisce resistenza e buona saldabilità)

Manganese (Mn): 0.4-1.0% (migliora ulteriormente la forza e perfeziona il grano)

Chromium (Cr): 0.05-0.25% (inibisce la ricristallizzazione, migliora la resistenza alla corrosione dello stress)

Titanio (TI): 0,15% Max (raffinatezza del grano)

Materiale di base:

Alluminio (AL): equilibrio

Impurità controllate:

Iron (Fe): 0,40% max

Silicio (SI): 0,40% max

Rame (Cu): 0,10% max

Zinco (Zn): 0,25% max

Altri elementi: 0,05% massimo ciascuno, 0,15% massimo totale

Processo di forgiatura premium (per anelli di grande diametro):

Preparazione di fusione:

Alluminio primario di alta purezza (minimo del 99,7%)

Controllo preciso degli elementi di lega con tolleranza ± 0,03%

Trattamenti avanzati di filtrazione e degassamento (E . g ., spargenti di gas inerte, snif, degasaggio del vuoto) Assicurare la pulizia del fusione ultra-alta, minimizzando le inclusioni di inclusioni

Refinimento del grano (in genere con al-ti-b leghe) per ottenere una struttura uniforme e fine

Sistemi di fusione di Chill-Chill (DC) appositamente progettati per la produzione di lingotti di grandi dimensioni con alta qualità interna, eventualmente utilizzando la tecnologia di agitazione elettromagnetica (EMC) per migliorare la qualità del lingotto

Omogeneizzazione:

Omogeneizzazione multi-stage a 450-480 grado per 16-36 ore (a seconda della dimensione del linguaggio)

Controllo della temperatura uniforme: ± 3 gradi, garantendo la distribuzione uniforme di elementi legati, l'eliminazione della macro-segregazione e una migliore duttilità

Preparazione delle billette:

Condizionamento della superficie lingotto (scalping o fresatura) per rimuovere i difetti della superficie

Ispezione ultrasonica al 100% per garantire impediatezza interno (conforme a AM 2630 Classe A1 o ASTM E2375 Livello 2)

Preriscaldamento: 380-420 grado, con un preciso controllo dell'uniformità della temperatura per garantire la duttilità prima della deformazione

Sequenza di forgiatura (Falding ad anello di grande diametro):

Sconvolgente: più passaggi sconvolgenti di grandi lingotti a 380-420 per abbattere la struttura as-cast e formare un pancake o una preforma a forma di disco

Piercing: creazione di un foro centrale su grandi presse idrauliche usando stampi o mandrini, formando gradualmente il foro anulare e comprimendo la parete dell'anello, perfezionando ulteriormente i cereali

Rolling dell'anello: il processo di rotolamento dell'anello critico su anelli di anello di grande diametro . attraverso la riduzione assiale e radiale, il flusso di grano è altamente allineato circonferenzialmente lungo l'anello, eliminando i vuoti interni e la porosità, migliorando la densità e le proprietà circonferenti difetti .

Finitura forgiata morire (opzionale): per gli anelli che richiedono una precisione dimensionale estremamente elevata, la modellatura finale può essere eseguita su grandi presse per forgiature per garantire la precisione geometrica e la qualità della superficie .

Temperatura di forgiatura: 350-400 grado (controllato con precisione) per prevenire una crescita eccessiva del grano e cracking

Pressione forgiata: decine di migliaia a centinaia di migliaia di tonnellate usando grandi presse idrauliche e armamenti per garantire una deformazione sufficiente di grandi billette

Rapporto di riduzione minimo: da 4: 1 a 6: 1, garantendo una struttura interna densa, uniforme, eliminazione completa della struttura a cast e formazione del flusso di grano ottimizzato

Ricottura (opzionale):

Se è necessaria un'ulteriore elaborazione o se la sensibilità allo stress residuo è una preoccupazione, la ricottura (o il temperamento) può essere eseguita dopo aver forgiato a una bassa durezza e migliorare la duttilità .

Successivi trattamenti di indurimento e stabilizzazione del lavoro (per formare i tempi H):

H111: Moderatly Stranged dopo la ricottura completa, adatto alle strutture generali .

H112: appiattito solo dopo la forgiatura, mantenendo la condizione in formato, adatto per ulteriori elaborazioni prima di lavorare .

H321: temperamento H32 stabilizzato, fornendo un'eccellente resistenza alla corrosione da stress .

Tutte le fasi di produzione sono soggette a un rigoroso controllo di qualità, test non distruttivi e gestione della tracciabilità, in particolare per il controllo di qualità interno degli anelli di grande diametro .

Distribuzione della proprietà:

Proprietà tangenziali rispetto a {0}quelle radiali: gli anelli forgiati di grande diametro presentano un'eccellente anisotropia. Il rotolamento dell'anello allinea altamente il flusso del grano circonferenzialmente lungo l'anello, fornendo una maggiore resistenza tangenziale, resistenza alla fatica e tenacità alla frattura. Le proprietà radiali e assiali possono essere leggermente inferiori, ma la differenza è controllata.

Effetto di spessore della parete sulle proprietà: la resistenza può aumentare leggermente nelle sezioni della parete più sottili . per anelli a parete spessa di grande diametro, l'uniformità delle proprietà del nucleo e della superficie è cruciale, che è garantita dal processo di forgiatura .

Variazione da nucleo a superficie: meno di 5 hb .

Stress residuo: il temperamento H112 mantiene un po 'di stress residuo dalla forgiatura . H321 Il temperamento riduce significativamente lo stress residuo attraverso il trattamento di stabilizzazione e migliora la resistenza alla corrosione dello stress .

Prestazioni a fatica: flusso di grano ottimizzato e microstruttura densa formata dal processo di forgiatura migliorano significativamente la vita a fatica del materiale e la resistenza alla propagazione delle crepe da fatica, che è particolarmente critica nei grandi componenti strutturali .

Prestazioni criogeniche: forza e resistenza migliorano persino in ambienti estremamente a bassa temperatura, senza una transizione fragile, rendendolo un eccellente materiale strutturale criogenico .

Caratteristiche microstrutturali chiave:

Struttura del grano:

Struttura mista fine e uniforme di grani ricristallizzati e grani non ricristallizzati allungati allineati tangenzialmente

Flusso di grano altamente abbinato alla geometria dell'anello, uniformemente distribuito tangenzialmente, massimizzando le prestazioni del materiale

Dispersoidi fini formati da manganese (MN), cromo (CR) e titanio (TI) inibiscono efficacemente la crescita e la ricristallizzazione del grano

Dimensione del grano ASTM 6-9 (45-16 μm) o grani più fini (ASTM 8-10)

Distribuzione precipitata:

Fase mg₂al₃: dispersa fine e uniformemente, fungendo da fase di rafforzamento primario

La precipitazione continua di mg₂al₃ ai confini del grano è effettivamente controllata per evitare la sensibilità alla corrosione dello stress

Piccole quantità di composti intermetallici primari come Alfemn sono effettivamente scomposte e disperse, con dimensioni e quantità controllate

Sviluppo della trama:

Il processo di forgiatura crea una trama specifica benefica per le proprietà tangenziali, l'ottimizzazione della resistenza, della tenacità e della resistenza alla fatica

Caratteristiche speciali:

Pulizia metallurgica ultra-alta, minimizzando i difetti di inclusione non metallici attraverso tecnologie avanzate di fusione e fusione

La morfologia e la distribuzione dei precipitati di confine del grano continuo (fase beta) sono controllati con precisione per massimizzare la resistenza alla corrosione dello stress

Forme disponibili standard:

Anelli forgiati: diametro esterno fino a 4000 mm+, spessore della parete fino a 600 mm+

Dimensioni e geometrie personalizzate disponibili in base a disegni e requisiti dei clienti, offrendo varie condizioni dagli spazi vuoti a forna

Disponibile in vari tempi di trattamento termico, come O, H112, H321

Guida alla selezione dei temperamenti:

O: quando sono necessarie operazioni di formazione a freddo complesse per gli anelli di grande diametro o come stato iniziale per l'elaborazione successiva .

H112: quando si utilizza la microstruttura e le proprietà con forgiate, ed è richiesta un'ulteriore elaborazione .

H321: quando sono presenti requisiti estremamente elevati per la resistenza alla corrosione (in particolare il cracking della corrosione da stress), insieme a maggiori esigenze di resistenza, comunemente usate in strutture a parete spessa di grande diametro .

H116: quando esistono i requisiti più rigorosi per la resistenza alla corrosione SCC ed esfoliazione, tipicamente usate per strutture a parete sottile in ambienti marini, ma non adatti per sezioni spesse a causa di limiti di trattamento della stabilizzazione . per anelli forgiati a parete spessa di grande diametro, H321 è una scelta più pratica ed eccellente ..

Guida di fabbricazione:

Rating di macchinabilità: 70% (1100 alluminio=100%), buona macchinabilità, inferiore a 2xxx e 7xxx leghe, ma superiore all'alluminio puro

Formazione di chip: i trucioli gommosi, tendono a avvolgere gli strumenti, richiedono buoni rompighiaccio e liquido di raffreddamento ad alto flusso

Refrediazione: fluido di taglio solubile in acqua (8-12% concentrazione), raffreddamento ad alta portata

Abbigliamento per utensili: ispezione utensile moderata e regolare necessaria

Saldabilità: eccellente con saldatura TIG e MIG, una delle migliori leghe di alluminio saldabile, con elevata resistenza alla saldatura, adatto per l'assemblaggio di grandi strutture complesse

Lavoro a freddo: buona formabilità in o temperamento, moderato nel temperamento H112, scarso nel temperamento H321

Caldo di lavoro: intervallo di temperatura consigliato 300-400 grado, con un controllo rigoroso sulla quantità di deformazione e la velocità

Cracking della corrosione da stress: gli orari H321 e H116 hanno un'eccellente resistenza allo stress corrosione cracking

Proprietà criogeniche: mantengono o migliora la forza e la tenacità a temperature estremamente basse, senza una transizione fragile

Opzioni di protezione della superficie:

Anodizzante:

Tipo II (solforico): 10-25 μm di spessore, fornisce ulteriore protezione ed estetica

Tipo III (hard): 25-75 μm di spessore, aumenta la resistenza all'usura e la durezza

Rivestimenti di conversione:

Coating di conversione cromato (mil-dtl -5541): base eccellente per vernici o adesivi

Alternative senza cromo: conformi all'ambiente

Sistemi di pittura:

Primer epossidico + topcoat in poliuretano: fornisce un'eccellente protezione a lungo termine, in particolare per le applicazioni marine e offshore

Considerazioni di progettazione:

Intervallo di temperatura operativa: -270 grado in +80 grado (l'uso a lungo termine superiore a 65 gradi può portare a una sensibilizzazione, che influenza la sensibilità SCC)

Prestazioni criogeniche: mantiene o migliora la forza e la tenacità a temperature estremamente basse, senza una transizione fragile, ideale per materiali strutturali criogenici, ampiamente utilizzati nei serbatoi di GNL

Proprietà magnetiche: non magnetica

Riciclabilità: 100% riciclabile con un alto valore di rottami

Formabilità: buono in o temperamento, moderato nel temperamento H112, scarso nel temperamento H321

Stabilità dimensionale: stabilità dimensionale di buona forgiatura e trattamento di stabilizzazione

Rapporto resistenza-peso: vantaggio significativo nelle applicazioni che richiedono elevata resistenza, resistenza alla corrosione e grandi componenti strutturali

Procedure di test standard:

Composizione chimica:

Spettroscopia di emissione ottica

Analisi della fluorescenza a raggi X.

Fusione del gas inerte (contenuto di idrogeno)

Verifica di tutti i principali elementi e contenuti di impurità

Test meccanici:

Test di trazione (radiale, tangenziale, assiale, in particolare per anelli a parete spessa, campioni necessari a diverse profondità)

Test di durezza (Brinell, più posizioni)

Test di impatto (charpy v-netch, in particolare per applicazioni criogeniche, testato a temperature specificate)

Test di affaticamento (come richiesto)

Test di cracking della corrosione da stress (SCC, per ASTM G44, G47, in particolare per i tempi H116/H321)

Test non distruttivi:

Ispezione ad ultrasuoni (100% volumetrica, con particolare attenzione alla qualità interna dei forgiati a parete spessa di grande diametro, conforme all'AMS 2630 Classe A1/AA o ASTM E2375 Livello 2)

Test della corrente elevatore (difetti di superficie e quasi superficie)

Ispezione penetrante (difetti di superficie)

Test radiografici (difetti macroscopici interni, per aree critiche)

Analisi microstrutturale:

Determinazione della dimensione del grano

Valutazione dei composti precipitati e intermetallici

Verifica del modello di flusso di grano

Valutazione del grado di ricristallizzazione

Ispezione dimensionale:

Verifica CMM (macchina di misurazione delle coordinate)

Diametro esterno, diametro interno, spessore della parete, altezza, planarità, concentricità, ecc. ., con controllo dimensionale geometrico completo per anelli di grandi dimensioni

Certificazioni standard:

Mill Test Report (en 10204 3.1 o 3.2)

Certificazione di analisi chimica

Certificazione delle proprietà meccaniche

Trattamento termico/certificazione della forgiatura

Certificazione di test non distruttiva

Conformance a ASTM B247 (Faldings), GB/T 3880 (Standard cinese), en Aw -5083, DNV GL, registro di Lloyd, ABS e altre società di classificazione .

Applicazioni primarie:

Industria marina:

Grandi componenti strutturali di navi e yacht (mazzi, paratie, anelli di collegamento su scafo)

Piattaforme di perforazione offshore, Strutture unitarie di archiviazione e scarico di scarico mobili (FPSO)

Grandi componenti per l'attrezzatura di desalinizzazione dell'acqua di mare

Ingegneria criogenica:

Chiave componenti strutturali per serbatoi e vettori di stoccaggio di gas naturale liquefatto (GNL), come travi ad anello, supporti per gonna, ecc. .

Serbatoi di accumulo di carburante a razzo liquido

Navi da pressione:

Flange, teste e sezioni di guscio per grandi vasi a pressione in centrali nucleari, reattori chimici, ecc. .

Transito ferroviario:

Componenti strutturali del corpo del treno ad alta velocità, mozzi delle ruote, ecc..

Militare:

Strutture della nave navale, componenti del veicolo blindato, tubi di lancio missilistici, ecc. .

Vantaggi del design:

Eccellente resistenza alla corrosione, specialmente negli ambienti marini e industriali, con una resistenza molto elevata alla corrosione dell'acqua di mare

Saldabilità superiore, con elevata resistenza alla saldatura e buona duttilità, adatto per l'assemblaggio di grandi strutture complesse

Eccezionale tenacità criogenica, con proprietà mantenute o migliorate a temperature estremamente basse, nessuna transizione fragile

Buona resistenza moderata e eccellente duttilità, adatto a grandi componenti strutturali

Il processo di forgiatura ottimizza il flusso del grano e la qualità interna, migliorando la resistenza alla fatica e la tenacità della frattura

Eccellente resistenza alla corrosione della corrosione dello stress e alla corrosione di esfoliazione (Tematori H321/H116)

Leggero, contribuendo al risparmio energetico e alla riduzione delle emissioni

Non magnetico

Limitazioni di progettazione:

Non può essere rafforzato dal trattamento termico; Il limite di resistenza è inferiore a leghe ad alta resistenza serie 2xxx e 7xxx

L'uso a lungo termine superiore a 65 gradi può portare a una sensibilizzazione (a causa della precipitazione continua della fase mg₂al₃), l'aumento della suscettibilità alla corrosione da stress . la temperatura operativa deve essere controllata o il temperamento H321 scelto .

Il livello di resistenza è inferiore alle leghe aerospaziali come 7075, ma la sua resistenza alla corrosione e la saldabilità sono superiori .

Forgare difficoltà e aumento dei costi con la dimensione .

Considerazioni economiche:

Il costo di produzione di anelli forgiati di grande diametro è elevato, ma le loro eccezionali prestazioni e affidabilità nelle grandi strutture critiche forniscono un valore insostituibile

Eccellente resistenza alla corrosione riduce le esigenze di manutenzione e sostituzione a lungo termine, riducendo i costi del ciclo di vita totali

Una buona saldabilità riduce la difficoltà e il costo del complesso di produzione di grandi strutture

Le proprietà leggere aiutano a ridurre i costi del carburante per il trasporto, in particolare nella costruzione navale e nel trasporto ferroviario

Aspetti di sostenibilità:

100% riciclabile, alto tasso di riciclaggio delle risorse, conforme ai concetti di produzione verde

Il consumo di energia e le emissioni di carbonio nei processi di produzione di alluminio sono continuamente ottimizzate

La durata della vita lunga del prodotto e l'alta affidabilità riducono la generazione di rifiuti

Guida alla selezione dei materiali:

Scegli 5083 anelli forgiati di grande diametro quando sono necessarie un'eccezionale resistenza alla corrosione (specialmente per l'acqua di mare), l'eccellente saldabilità, la tenacità criogenica e la grande stabilità strutturale

Adatto a strutture critiche come vasi marini, serbatoi di GNL e grandi vasi a pressione, dove sono essenziali la qualità interna superiore e le proprietà circonferenziali ottenute attraverso la forgiatura

Per le strutture che servono a lungo termine a temperature superiori a 65 gradi, il temperamento H321 dovrebbe essere selezionato e la temperatura operativa rigorosamente controllata .

Quando sono necessarie una resistenza maggiore e una buona resistenza alla corrosione, la lega 5A06 può essere considerata .

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