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舰船用Al-Mg系铝合金

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黑龙江冶金　３　

舰船用Ａ１一Ｍｇ系铝合金　

梁岩　，王国军　，２　

（１．东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００６０；２．北京有色金属研究总院，北京１０００８８）　

摘要：Ｏｒ绍了舰船用铝合金材料的选择原则、舰船用　一Ｍｇ系铝合金硬化和稳定化热处理状态。阐述了轧　

制板材和挤压型材的成型和矫形处理工艺以及焊接工艺中常出现的问题。　

关键词：Ａ１一Ｍｇ系铝合金；抗应力腐蚀（ｓｃｃ）；Ｈ３×状态；成型；焊接　

目前国内对５×××系铝合金材料的设计与　开发比较活跃。笔者整理了舰船用　一Ｍｇ系铝　

合金的一些资料，与读者共享。　

１舰船用铝合金材料的选择　

舰船用铝合金材料的要求概括为：强度高；塑性　好；抗应力腐蚀（ｓｃｃ）；抗剥落腐蚀（ＥＦＣ）；焊接性好。　

如果热处理强化则铝合金材料焊后强度会下　

降、冷作加工强化则要注意材料的ＳＣＣ问题，这是　

一个既要发挥优点又要避免缺点的问题，是非常　

困难的，在Ａｌ—Ｍｇ系中可分为镁的质量分数３％　

以下及以上两组，具有不同的硬化后强度和应力　

腐蚀的表现。　

以５０８３合金为例。５０８３铝合金铸锭组织由四　个主要相组成，分别是ａ（　基体）、Ｂ（Ｍｇ２ＡＩ３）、　（ＦｅＭｎ）Ａ１６和Ｍｇ２Ｓｉ；在均匀化处理过程中大量Ｂ　

（Ｍｇ２Ａ１３）和几乎全部Ｍｇ２Ｓｉ分解并扩散到基体中，随　

着均匀化处理后温度的降低，基体中过饱和组元成　分弥散析出，表现为基体中均匀的分布弥散析出　

相。在５０８３合金结晶凝固过程中，发生复杂的相　

变。随着温度降低，合金液中锰的质量分数在０．　５％～１．０％范围内，在６５８℃时产生离异共晶反应，　

生成ＭｎＡ１６相，当温度下降到６５５ｏＣ时，铁和铝元素　发生共晶反应生成ＦｅＡ１３。ＭｎＡ１６和ＦｅＡＩ　的共晶温　

度接近，晶体结构相似，相互伴随产生，在随后的温　

降过程中转化为稳定性更强的（ＦｅＭｎ）Ａｌ６相。当温　

度下降到４５１℃时铝镁发生离异共晶反应生成　

Ｍｇ２ＡＩ３相。大部分№和几乎所有ｓｉ固溶到　基　

收稿日期：２００７—０５—０８　体中，在随后的冷却过程中Ｍｇ和Ｓｉ在基体中析出　

形成Ｍｇ２ＡＩ３和Ｍｇ２Ｓｉ弥散相，但数量较少。　

２　Ａ１一Ｍｇ系铝合金的硬化并稳定化　

处理　

我们的科研曾经有过结论，加工硬化后的合　

金材料有ＳＣＣ，未经稳定化处理不能使用。ＳＣＣ应　

力腐蚀开裂主要是电化学腐蚀沿着相界面发展引　

致开裂，在Ｍｇ的质量分数≥３％的铝合金长期处　于中温下时效，则会形成沿晶界面的Ｂ相网状组　

织，当横向有第二向拉力时裂缝沿着轧制面方向　

发展，形成大裂缝、所谓中温，在这类合金只需室　

温或稍高于室温下长期放置或使用会在晶界沉淀　

ｐ相（Ｍｇ２Ａｔ］３），当ｐ相在晶界连续即具有ＳＣＣ很大　

敏感性就不能应用。　当　～Ｍｇ系铝合金中Ｍｇ的质量分数＜３％　

时，对ＳＣＣ和ＥＦＣ都不敏感。当Ｍｇ的质量分数在　

３．５％～７％时，使用供应状态：（１）退火后或轧后　

给以３０％一５０％的冷变形，目的在于增加位错密　

度或Ｂ相的形核点。（２）在２００￣Ｃ以上作沉淀处　

理，使固溶体中的Ｍｇ以球状Ｍｇ２Ａ１３的ｐ相析出，ａ　

固溶体得到彻底分解，』３相均匀分布，使用中不出　

现ＳＣＣ，对ＥＦＣ抗力也提高。还有一种Ｈ１１６状　

态，即变形程度较轻的Ｈ３×状态，Ｈ１１２轧后未调　

整的状态。（３）如果变形量不够＜３０％，温度太低　

＜２００￣Ｃ，都会保留沿晶网膜组织，Ｂ相电位为～１．　１ｖ，ａ固溶体为一０．９Ｖ，Ｂ是阳极引起介面腐蚀开　

裂。（４）当镁的质量分数大于７％时，即便按上述　维普资讯 http://www.cqvip.com ４　２００７年第３期　

处理，甚至将稳定化温度提高至３１５～３３０℃充分　退火，ａ固溶体也不能完全分解，仍处于过饱和状　态，这样不稳定状态在长期使用中仍会在晶界形　成网状膜，故ＡＭＵ６以上的防锈铝合金也不用于　造船体。　从Ａｌ—Ｍｇ二元状态图可以对照上述各特点：　

一　高　、　

鼎　图１　一Ｍｇ二元状态平衡图　

４０　６０　８０　１００　１２０　１４０　１６０　１８０　温度，℃　

图２稳定化温度对常温力学性能的影响　１７　１６　１５　１４堡　１３　１２毋　

ｌ１　１０　９　

３　Ａ１一Ｍｇ系铝合金轧制板材和挤压　

型材　

由于民用高速船和其它快船希望船轻、板薄、　高强度，只有焊接可以减轻接缝重量，提高船体刚　性。８个系列中由于处理强化原因剩下３个系列，　要在冷加工后能达到高强度，去掉二个半系列，余　下的半个系列要在加工后能有高耐蚀性必须作稳　定化处理，即以Ｈ３×状态供应。　目前以Ｈ３×状态供应的多为板材，型材和锻　

件在国内很少有供应Ｈ３×状态，板材要供应Ｈ３×　状态，必须有强大的轧机，而板愈厚、愈宽每道轧　制要给较大压下量非常困难，所以有许多限制，目　前由于５Ａ０１（ＬＦ１５）含镁最高，变形抗力大，Ｈ３×　状态只能供应到一定范围内的；５４５６含镁稍低、变　形抗力稍小，范围大一些；实际上所有的高速船只　能用上述范围的板，才能得到焊后Ｏｂ３００ＭＰａ，　

Ｏｓ２００ＭＰａ。　大船、厚板和小船的型材，只能用Ｈ１１２状态　（压力加工变形量小——一定程度冷拔）型材这时　焊后的性能５Ａ０１（ＬＦ１５）为：Ｏｂ３００ＭＰａ、Ｇｓ１５０ＭＰａ　５４５６为２５０／１００；同样，大船、板厚５Ａ０５（ＬＦ５）为　３００／１５０，５４５６为２５０／１００，作上层建筑用的５Ａ０５　（ＬＦ５）则更低些，为２４０／１００；　这三种材料的供应状态下的强度值列于表１。　用板加骨材焊成板架，组成分段，再合成船　体，这是一种钢船早已采用的结构型式，铝船一开　始就承袭了这种型式，但由于铝型材是挤出来的，　

不是轧出来的，必须有很大的铝型材挤压机，可以　将骨材连板一齐挤出来，这种连骨带板的挤压型　材叫做整体壁板，由于整体壁板可以挤出几十米　长，因此对小船的平直部分来说可以纵向从头到　尾用一根壁板，而且壁板是个平面分段或说是个　构架，刚性很大不便于再作大的弯曲，所以使用整　体壁板是纵向的居多，而小型铝船设计本来就采　

用纵向小骨材、小肋距的型式，所以使用整体壁板　便有很大优越性——船体只要对接缝便可组成大　平面分段，减少了船体外板的角焊缝，减少了角变　形，使船体外形光滑。　采用整体壁板必须在船舶方案设计时就加以　考虑，一般方案图中的总纵剖面即已表示出来，优　秀的船舶设计工作者和船舶金属材料工作者们一　齐发展了船用的整体壁板，由于世界上铝船较航　空用铝结构发展缓慢，目前航空用的整体壁板截　

面大品种多（现在超过４０ｍ的战略轰炸机、远程民　航机以及轻轨地铁等应用较多）用以制造总强度　要求大的机身是非常有效的。　

４　Ａ１一Ｍｇ系铝合金结构冷热成型和　

矫形处理　

５Ａ０１（ＬＦ１５）、５４５６和５Ａ０５（ＬＦ５）成份相接近，　均在半个系列之内。所以在承制厂中给一个大致　的加工工艺范围，但对困难的、精细的工件，他们　之问的工艺参数是有区别的。可以从二元状态图　上判断工艺差别的趋势和大致变动值。　

４．１冷加工成型　

上述三种合金是可以冷加工成型的，但塑性　比工业纯铝和铝锰系防锈铝（如ＬＦ２１）要差得多，　

板材的冷弯工艺验收指标为ｄ＝５ａ　１８０。，所以，所　有的摺边和冷弯均以此为准，即摺边不得锐角（ｄ　

＝５ａ）所有的弯曲部分均应缓和（ｄ≥５ａ）要修改原　来的通用压头，而且冷弯时的回弹较大，要修改模　具角度。　由于上述特征，所以在铝船设计中不使用冷　

摺边角材衬板ｄ≥５ａ，大一点的衬板用焊接Ｔ型截　维普资讯 http://www.cqvip.com 黑龙江冶金　５　

面，不用摺边Ｌ型一些随船进来的例图可供参考。　消除应力退火。　冷弯后多数不退火，如加工变形量很大可作　表１　

４．２热弯成型　

严格地说，由于热弯后没有办法得到板材的　Ｈ３×状态，因此，如果要保持Ｈ３×态的性能板材　

是不允许热弯的，但如果允许弯后局部性能下降　只保留Ｈ１１２状态［５Ａ０１（ＬＦ１５）为３００／１５０］则可以　

进行热弯，例如柱外板、艉轴包板这些板的后面都　

有强骨材，设计时考虑到热弯后板的性能低些便　

可制造。　

热弯成型一般要用钢靠模，用喷灯加热，背面　接触半导体温度计测量，操作要快。　

４．３冷热弯的温度制度　

热弯温度：３７０　４７０￣Ｃ，保持时间：８ｍｍ　２０分　

钟，４ｍｍ　１０分钟；冷弯后高温退火温度：３１０—　３３５￣Ｃ，保持时间：８ｍｍ　３０分钟，４ｍｍ　１５分钟；冷弯　

后消除应力退火温度：２２０—２５０￣Ｃ，保持时间：８ｍｍ　

４０分钟，４ｍｍ　２０分钟。　以上这些处理都要慎用，因为掌握不好均会　

引起腐蚀性能下降，有能力的船厂应通过金相试　

验检查热处理后是否出现网状Ｂ相，如果出现应　

修改制度。　

４．４冷热矫形　

热矫形后的影响，与热弯相似只是范围小些，　一般是用喷灯和木锤操作。　所谓冷矫形有两种，一种是用钢垫铁锤打击　

局部；另一种是水火矫形，前者的使用很局限，由　

装配矫正工掌握，不应使变形过渡引起脆裂，后者　

实际上只要掌握好上述热弯温度便可以在工程规　模上使用对铝结构的水火矫正，这一点在新中国　

船厂最近造成的２３ｍ铝船体结构上已获得成功。　

理论上水火矫正是可行的，由于铝传热快，不　

能像钢那样浇出红点，因此要用周边冷却法造成　中心热点（或热线）才能在喷水激冷后增厚，在背　

面用接触式半导体温度表测量，温度达到４２０￣Ｃ±　

２０℃冲水。　

５　Ａ１一Ｍｇ系铝合金的焊接　

通常船舶结构选用两种氩气保护焊以得到一　

个优质的焊接铝合金船体：一种是不熔化极氩弧　焊，或称钨极氩弧焊（ｒｔｃ）；另一种是脉冲储能熔　

化极氩弧焊（ＭＩＧ），为了得到良好的焊接构件，需　

要克服四个困难：焊缝中的气孔、焊接热裂缝、接　

头等强性和焊后变形，在这四个困难中，这两种焊　

接各有不同的工艺特点，作简要的焊后质量的比　较，

可知为什么船体焊接同时选择这两种焊接，充　维普资讯 http://www.cqvip.com

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Al-6Mg-0.2Sc铝合金高温力学行为研究

Al-6Mg-0.2Sc铝合金高温力学行为研究

ＡＩ一６Ｍｇ一０．２Ｓｃ铝合金高温力学行为研究　４９　ＡＩ一６Ｍｇ－０．２Ｓｃ铝合金高温　力学行为研究　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　Ａ１－６　Ｍｇ一０．２Ｓｃ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ａｌｌｏｙｓ　ａｔ　Ｅｌｅｖａｔｅｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　谢优华，陆政，戴圣龙　（北京航空材料研究院，北京１０００９５）　ＸＩＥ　Ｙｏｕ—ｈｕａ，ＬＵ　Ｚｈｅｎｇ，ＤＡＩ　Ｓｈｅｎｇ—ｌｏｎｇ　（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００９５，Ｃｈｉｎａ）　摘要：研究了ＡｂＭｇ－Ｓｃ超塑合金在２００￣５００℃的高温力学性能，并对实验残样进行了微观组织分析。结果表明，Ａｌ—　Ｍｇ－Ｓｃ合金在２５０　５００℃区间内均具有一定的超塑性；在３００￣４００℃超塑成形时强度较低，成形后制件使用性能较好，　工程化条件下可选择使用；合金高温断裂机制由穿晶断裂向沿晶断裂转变的温度点在３００￣Ｃ附近，在此温度以下晶粒强　度低于晶界强度，在此温度以上晶粒强度高于晶界强度。　关键词：ＡＩ－Ｍｇ－Ｓｃ合金；超塑成形；高温性能　中图分类号：ＴＧ１３５。３；ＴＧ１４６．２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４３８１（２００７）０３—００４９—０４　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　Ａ１一Ｍｇ—Ｓｃ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃ　ａｌｌｏｙｓ　ａｔ　２００—５００℃ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ　ｍｉ—　ｃｒＯＳ．ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｒｅｍａｉｎｉｎｇ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗａｓ　ｅｘａｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｄｕｒｉｎｇ　２００—５００℃Ａ１一Ｍｇ—　Ｓｃ　ａｌｌｏｙｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ．Ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ａｔ　３００—４ｏｏ￣Ｃ　ｗｈｉｃｈ　ｓｈｅｅｔｓ　ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ　ｌｏｗｅｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗａｓ　ｆｅａｓｉｂｌｅ　ｕｎｄｅｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍ—　ａｎｃｅ．Ａｔ　ａｂｏｕｔ　３００℃，ｂｅｌｏｗ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ，ａｂｏｖｅ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ，ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｍｅｃｈ—　ａｎｉｓｍ　ｔｒａｎｓｉｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｄｕｃｔｉｌｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｔＯ　ｂｒｉｔｔｌｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａ１一Ｍｇ—Ｓｃ　ａｌｌｏｙｓ；ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃ　ｆｏｒｍｉｎｇ；ｅｌｅｖａｔｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　２０世纪８０年代发现铝合金具有超塑性以来，各　国竞相开展相关的研究工作。７４７５铝合金方面，美国　用７４７５铝合金超塑成形飞机的前机身隔框，下舱板和　襟翼翼肋；洛克韦尔国际公司则用它制造直升机舱板；　英国用８０９０铝锂合金超塑成形ＥＡＰ战斗机起落架舱　门，并装机试飞等。目前超塑成形已在西方的航空工　业和军工中广泛应用。国内对２０２４，７４７５，７Ａ０４和　１４２０等铝合金超塑成形技术进行了大量基础性研　究　’引。　Ａ１一Ｍｇ—Ｓｃ合金中等强度，可焊性和耐蚀性能优　良。由于加入Ｓｃ元素后合金晶粒急剧细化，高温下晶　粒不易粗化，不需预处理就具备良好的超塑性，目前已　成为国内外超塑成形研究焦点合金之一口　。美国　Ｔ．Ｇ．Ｎｉｅｈ，Ｌ．Ｍ．Ｈｓｉｕｎｇ口　等研究Ａ１－５．７６Ｍｇ－　０．３２Ｓｃ合金超塑行为发现，在４７５℃，ｅｏ一１．３８×１０　Ｓ　条件下延伸率达到１１３０　；日本Ｓ．Ｋｏｍｕｒａ＿４　等发　现Ａ１－３Ｍｇ一０．２Ｓｃ合金４００℃，ｅｏ一３．３×１０　Ｓ　时也　达到１０３０　，国内中南大学的潘青林Ｌ５　等对Ａ１一Ｍｇ—　Ｓｃ合金不同成分和工艺进行了基础的机理研究。Ａｌ—　Ｍｇ系铝合金是不可热处理强化的，为了合金超塑成　形后仍保持较好的力学性能，在适当牺牲延伸率的前　提下需适当控制超塑成形温度和形变速度。因此本研　究开展了Ａ１一Ｍｇ—Ｓｃ合金的高温力学实验来摸索合金　的超塑特点，从而为工程化超塑工艺提供参考。　１材料状态及实验方法　实验板材由中国西南铝业（集团）有限责任公司提　供，板材化学成分为Ａ１—６Ｍｇ－０．２Ｓｃ，冷轧至１．５ｍｍ　厚。在板材取样机加工成３２ｍｍ×１８１ｍｍ拉伸小试　样后按照ＨＢ５１４３—９６，在ＡＧ－２５０ＫＮＥ型实验机上　进行高温拉伸实验，拉伸速率ｌｍｍ／ｍｉｎ。金相试样按　照铝合金常规制备方法制备，采用ＫＥＬＬＥＲ试剂（ＨＣ１　２．５ｍＬ＋ＨＦ　１ｍＬ＋ＨＮ（）３　１．５ｍＬ）进行腐蚀，在Ｎｅｏ－　ｐｈｏｔ－２１金相显微镜下进行金相观察及照相。在扫描电　镜ＪＳＭ－５６００ＬＶ上进行拉伸试样断口显微观察。

高强韧铸造铝合金材料

高强韧铸造铝合金材料

高强韧铸造铝合金材料

摘要：随着我国重工业的不断发展，铸造铝合金因其优异的性能被广泛应用，同时对铸造铝合金的强度和韧度也提出了更高的要求，铸造铝合金迎来了新的发展时代。本文主要研究高强韧铸造铝合金材料，简要阐述高强度铝合金的研究现状，分析几种铝合金的特点和使用情况，并针对铸造铝合金中存在的问题提出了解决办法和改善其韧度的途径，有助于推动实现铸造铝合金行业的稳定发展。

关键词：重工业；铸造铝合金；强度；韧度；稳定发展

前言：铸造铝合金价格低廉、组织各向同性、易于生产复杂的零部件，同时由于铸造铝合金的轻质结构特性，硬度高，散热性强，被广泛使用于汽车、船舶、航天等领域，可以简化形成工艺、节约加工成本，对促进我国重工业领域发展有着重要的意义。

一、高强韧铸造铝合金的研究现状

（一）Al-Si系合金

Al-Si铝合金具有质量轻、铸造性能好、收缩率小、热敏感度低、加工性能优良、价格低等特点，应用比较广泛的Al-Si合金为A357，该种合金是50年代末美国科学家试验出来的。现在工程结构中铝合金铸件越来越多，且性能要求越来越高，包括耐腐蚀性、耐高温和高强度等特性。研发新型高强度铸造铝合金成为近年来的研究热点，此时Al-Si-Cu-Mg铸造铝合金进入人们的眼帘，该合金具有优异的铸造性，经过热处理固化后可以获得良好的力学性能。

（二）Al-Cu系合金

Al-Cu系铸造铝合金具备高强度、良好的延展和塑形性能、另外还具有优异的高温、易切削性能。法国20世纪试验成功的A-U5GT合金是在Al-Cu系铸造铝合金基础上添加了Mg和Ti元素，不仅具备Al-Cu系铸造铝合金的优异性能，还有优良的综合力学性能。同样我国也试验出了高强高韧度铸造铝合金，取得了瞩目的成就。我国于20世纪70年代末试验出ZL205A合金，该种合金在常态下就有具备良好的抗压和延展性能，是目前世界上强度最高的铸造铝合金，同时具有非常优越的塑形能力、韧性、抗应力腐蚀性和易于焊接等特点，因此该种合金被广泛应用于航空航天领域，用于制造各种零部件，使用效果良好。但是Al-Cu系铸造铝合金结晶范围宽、铸造性能差、容易产生缩孔和裂纹等现象，因此不适用于精密零件的铸造。经过近年来的研究，对合金进行提纯，Al-Cu系铸造铝合金未来会发展成高性能铸造铝合金。

各国铝合金牌号对照

各国铝合金牌号对照

表1 各国Al-Si(Mg)系铸造铝合金牌号近似对照

中国GB

国际标准ISO 日本JIS 俄罗斯ΓOCT 欧洲标准EN 法国NF 德国 DIN 英国BS 意大利UNI 美国

牌号 代号 AA SAE

ZAlSi7Mg ZL101 Al-Si7Mg(Fe) AC4C AЛ9

（AЛ9B）

AK7 ENAC－42100 A-S7G ~AlSi7Mg LM25 3599 323

ZAlSi7MgA ZL101A Al-Si7Mg AC4CH AЛ9-1 ENAC－42100 A-S7G03 AlSi7Mg

2L99 8024 336

ZAlSi12 ZL102 Al-Si12 AC3A AЛ2 ENAC－44100 A-S13 AlSi12

LM6 4514

305

ZAlSi9Mg ZL104 ~Al-Si10Mg AC4A AЛ4

（AЛ4B）

AK9 ENAC－43300 A-S9G

A-S10G AlSi9Mg

LM9 3051 309

－ － Al-Si5 － － － － AlSi5Mg

－ 5077 A － － － Al-Si5Fe － － ENAC－45300 － － － GD-

AlSi5Fe －

－ － (AlSi7Fe) － AK7 ENAC－42000 － － － － －

－ － Al-Si12Fe ADC1 ~AЛ2 ENAC－47100 ~A-S12 － LM20 5079 －

表2 各国Al-Si-Cu-(Mg，Ni)系铸造铝合金牌号近似对照

中国GB

国际标准ISO 日本JIS 俄罗斯ΓOCT 欧洲标准EN 法国

NF 德国

DIN 英国BS 意大利

UNI 美国

牌号 代号 AA SAE

ZAlSi5Cu1Mg ZL105 Al-Si5Cu1Mg AC4D AЛ5 ENAC－45300 2A-S5U AlSi5(Cu)

(3.21.34) LM16 3600 322

铝合金在船舶和海洋工程中的应用

铝合金在船舶和海洋工程中的应用

铝合金在船舶和海洋工程中的应用

摘要：在我国海洋事业快速发展的背景下，船舶业也逐渐发展起来，为了更好地提升船舶和海洋工程运行的稳定性，就需要将铝合金融入到船舶制造中。铝合金具有重量轻、建设流程简单等优点，其能够更好地提升船舶运行的效率，而在现代化制造业不断发展的过程中，一些新型的复合铝合金材料也逐渐运用到船舶制造中，进而使得船舶的性能大大提升。本文将对铝合金在船舶和海洋工程中的应用路径进行分析。

关键词：铝合金；船舶；海洋工程；性能

引言

选择具有良好性能的制造材料，使其具有很强的抗腐蚀能力、韧性和强度，这是船舶制造企业必须考虑的问题。铝合金的延展性和整体轻度能够更好地提升船舶行航行的效率，同时其在制造的过程中也具有良好的性能，因此在当前的船舶制造工艺中铝合金的运用频率也相对较高。近年来，随着我国海洋工程和船舶工业的快速发展，制造企业不断加大新材料的研究与开发力度，积极将铝合金等复合型材料融入到船舶制造和海洋工程建设中，进而为推动行业的可持续性发展奠定良好基础。

1铝合金的特点分析

铝合金在工业化生产的过程中，大量应用于各行各业，也是目前应用最为广泛的一种有色金属材料，铝合金可用于航天制造、汽车制造、船舶制造等领域。由于经济水平的快速提高，部分铝合金的材料性能也逐渐得到提高，对焊接要求也越来越高，铝合金材料密度小，但强度高，这些铝合金将与其它优质钢结构相类似，应用于某些机械加工中，可大大降低机械自重。铝合金还具有极强的塑性，可以实现与其它材料的融合加工，形成新材料。铝是一种腐蚀、导热、导电的金属材料，采用热处理工艺技术对合金进行处理，可以明显改善现有机械设备的性能，提高设备利用率。 2铝合金在船舶和海洋工程中的应用

2.1铝合金在船舶和海洋工程应用的性能分析

铝合金具有很强的耐腐蚀性能，焊接性能更好，强度更高，将其运用于船舶制造和海洋工程建设还可以应付各种复杂航行环境。一般来说，船舶制造企业选用的材料有铝镁合金、铝镁硅合金、铝锌镁合金等，目前使用较多的是铝合金。铝合金经特殊处理后，能进一步提高抗腐蚀性能，同时也能适应航行时潮湿的环境。除此之外，在海洋工程建设的过程中还对船体材料的强度、耐蚀性具有较高的要求，因此在船舶不同部位的制造上将需要依据使用方式选用不同硬度和抗腐蚀性的铝合金。期间在船体整体硬度要求较高的部位将可以选用6000铝合金，另外，7000铝合金还可用于部分船用结构体，这种铝合金的性能强度较高，可用于甲板。同时为了拓展铝合金产品的应用范围，船舶制造企业也需要对铝合金焊接材料进行检验，以此使其能够在焊接的过程中能够保持稳定的性能，进而为提升船舶稳定性奠定良好基础。