
5083 bar redonda de alumínio forjado
5083 Barras de forjamento de alumínio, são um tipo de material de liga de alumínio que exibe excelentes propriedades mecânicas e físicas.
1. Processo de composição e fabricação de materiais
A barra redonda de alumínio forjada 5083 é uma liga de alumínio de alumínio de alta resistência e não atendida, projetada especificamente para proporcionar desempenho excepcional em ambientes extremamente severos, principalmente aplicações marinhas e criogênicas. Seu processo de forjamento controlado com precisão otimiza sua microestrutura interna, fornecendo resistência superior, resistência à corrosão, soldabilidade e força de fadiga, tornando -a uma escolha ideal para construção de navios, petróleo e gás, engenharia criogênica e aplicações militares:
Elementos de liga primária:
Magnésio (mg): 4. 0-4. 9% (elemento de fortalecimento primário, fornece alta resistência e boa soldabilidade)
Manganês (mn): {{0}}. 4-1. 0% (aprimora ainda mais a força e refina grãos)
Cromo (cr): 0. 05-0. 25% (inibe a recristalização, melhora a resistência à corrosão do estresse)
Material base:
Alumínio (AL): maior ou igual a 93,2% (saldo)
Impurezas controladas:
Ferro (Fe): menor ou igual a 0. 40% max
Silício (Si): menor ou igual a 0. 40% max
Cobre (Cu): menor ou igual a 0. 10% max
Zinco (Zn): menor ou igual a 0. 25% max
Titânio (Ti): menor ou igual a 0. 15% max
Outros elementos: menor ou igual a {{0}}. 05% cada, menor ou igual a 0,15% total
Processo de forjamento premium:
Preparação de fusão:
Alumínio primário de alta pureza (99,7% mínimo)
Adições precisas de elemento de liga com ± 0. 05% de tolerância
Filtração avançada através de filtros de espuma de cerâmica (30-40 ppi)
Tratamento avançado de desgaseificação (hidrogênio <0. 10 ml/100g)
Refinamento de grãos com Al-T-B Master Alloy
Fundição semi-contínua de cheiro direto (DC) para produzir lingotes de grande porte
Homogenização:
420-450 grau para 10-24 horas
Controle de temperatura uniforme: ± 5 graus
Taxa de resfriamento controlada: 15-25 grau /hora
Elimina a microseregregação e homogeneiza a composição da liga
Preparação de tarugos:
Condicionamento de superfície (escalpeamento)
Inspeção ultrassônica (100% volumétrico)
Pré -aquecimento: 380-420 grau para temperatura uniforme
Sequência de forjamento:
Pré-formação de morda
Forjamento radial ou forjamento radial para acabamento: 350-400 grau
Capacidade da imprensa hidráulica: 2, 000-10, 000 toneladas (dependendo do tamanho da barra)
Velocidade e pressão da RAM controlada por computador
Forjamento de vários estágios para otimizar o fluxo de grãos e refinar grãos
Taxa de redução mínima: 3: 1 a 5: 1, garantindo estrutura interna densa e uniforme
Recozimento (o temperamento) / endurecimento de tensão (oduços H):
O Temper: 340-360 grau para 1-3 horas, garantindo a ductilidade máxima
H TEMPERS: alcançado através do trabalho frio (por exemplo, alongamento, endireitamento), como H111, H112
Processamento final:
Condicionamento de superfície (por exemplo, descascado, solo ou precisão virada)
Endireitamento de precisão
Verificação dimensional
Inspeção da qualidade da superfície
Todos os estágios de produção estão sujeitos a rigorosos controle de qualidade e gerenciamento de rastreabilidade.
2. Propriedades mecânicas de 5083 barras redondas forjadas
| Propriedade | O (recozido) | H111 | H112 | Método de teste |
|---|---|---|---|---|
| Força de tração final | 270-305 mpa | 290-330 mpa | 280-320 mpa | ASTM E8 |
| Força de escoamento (0. 2%) | 110-135 mpa | 130-160 mpa | 115-145 mpa | ASTM E8 |
| Alongamento (2 polegadas) | 16-22% | 14-20% | 16-22% | ASTM E8 |
| Dureza (Brinell) | 65-75 hb | 75-85 hb | 70-80 hb | ASTM E10 |
| Força de fadiga (ciclos 5 × 10⁸) | 120-140 mpa | 130-150 mpa | 125-145 mpa | ASTM E466 |
| Força de cisalhamento | 160-180 mpa | 175-195 mpa | 170-190 mpa | ASTM B769 |
| Módulo de elasticidade | 70.3 GPA | 70.3 GPA | 70.3 GPA | ASTM E111 |
| Resistência à fratura (K1C, típico) | 26-30 mpa√m | 28-32 mpa√m | 27-31 mpa√m | ASTM E399 |
Distribuição de propriedades:
Propriedades axiais vs. radiais:<3% variation in strength properties (due to forged isotropy)
Variação da propriedade interna em barras de grande diâmetro: normalmente menos de 5%
Variação do núcleo para a superfície de dureza:<3 HB
Retenção de propriedades após soldagem: as zonas soldadas podem reter mais de 90% da força do material pai com boa ductilidade
Desempenho criogênico: resistência e resistência até melhoram em -196 grau (temperatura do nitrogênio líquido), sem transição quebradiça
3. Características microestruturais
Principais recursos microestruturais:
Estrutura de grãos:
Grãos finos e uniformes equiaxos
Tamanho do grão ASTM 6-8 (45-22 μm)
O processo de forjamento garante que o fluxo de grãos siga o contorno da barra, aumentando as propriedades mecânicas e a resistência à fadiga
Distribuição uniforme de grãos em toda a seção transversal, livre de segregação grossa de grãos
Distribuição precipitada:
-Mg₅al₈ fase: fino e uniformemente disperso, agindo como a fase de fortalecimento primária
Dispersóides ALMN ou Alfemne: refina ainda mais grãos e inibe a recristalização
Fase de ALCR: melhora a resistência à corrosão do estresse
Desenvolvimento de textura:
Textura leve induzida por forjamento, projetado para otimizar propriedades multidirecionais
Barras forjadas exibem isotropia superior em comparação com produtos enrolados
Recursos especiais:
Precipitação contínua da fase nos limites dos grãos efetivamente controlados para evitar a sensibilidade à corrosão do estresse
Densidade moderada de deslocamento, benéfico para endurecer o trabalho
Ausência de compostos intermetálicos primários grosseiros
4. Especificações e tolerâncias dimensionais
| Parâmetro | Faixa padrão | Tolerância à precisão | Tolerância comercial | Método de teste |
|---|---|---|---|---|
| Diâmetro | 100-800 milímetro | ± 0. 5mm até 300 mm | ± 1. 0 mm até 300 mm | Micrômetro/pinça |
| ± 0. 2% acima de 300 mm | ± 0. 5% acima de 300 mm | |||
| Ovalidade | N/A | 50% da tolerância ao diâmetro | 75% da tolerância ao diâmetro | Micrômetro/pinça |
| Comprimento | 1000-6000 milímetro | ± 5mm | ± 10mm | Medida de fita |
| Segurança | N/A | 0. 5mm/m | 1. 0 mm/m | StraightEdge/laser |
| Rugosidade da superfície | N/A | 3,2 μm ra max | 6,3 μm ra max | Profilômetro |
| Cortar o quadro final | N/A | 0. 5 graus máx | 1. 0 grau máx | Transferidor |
Formulários disponíveis padrão:
Barra redonda forjada: diâmetros de 100 a 800 mm
Serviço de corte a comprimento personalizado disponível
Tolerâncias especiais e acabamentos de superfície (por exemplo, descascados, solo, precisão virada) disponível mediante solicitação
Disponível em vários temperamentos forjados, como O, H111, H112
5. Designações de temperamento e opções de endurecimento do trabalho
| Código de temperamento | Descrição do processo | Aplicações ideais | Principais características |
|---|---|---|---|
| O | Totalmente recozido, amolecido | Aplicações que requerem formabilidade máxima | Ductilidade máxima, menor resistência |
| H111 | Tensão moderadamente endurecida após o recozimento total | Estruturas gerais, excelentes propriedades pós-soldas | Bom equilíbrio de força e ductilidade |
| H112 | Achatado apenas após forjar | Retém tensões residuais de forjamento | Adequado para processamento adicional antes da usinagem |
| H321 | Temperado H32 estabilizado | Requisitos de resistência a corrosão rígidos e de alta resistência | Excelente resistência ao SCC, maior força |
Orientação de seleção de temperamento:
O: Para operações complexas de formação de frio ou onde é necessário um processamento mais profundo
H111: Para componentes estruturais que requerem alta resistência, soldabilidade e boa resistência à corrosão
H112: Usado diretamente após forjamento, adequado para peças com usinagem significativa
H321: Para aplicações marítimas e criogênicas com requisitos de resistência à rachadura de corrosão de estresse extremamente altos
6. Características de usinagem e fabricação
| Operação | Material da ferramenta | Parâmetros recomendados | Comentários |
|---|---|---|---|
| Virando | Carboneto, PCD | Vc =150-400 m/min, f =0. 1-0. 4 mm/rev | Fácil de obter um bom acabamento superficial, desgaste moderado da ferramenta |
| Perfuração | Carboneto, lata revestida | Vc =60-150 m/min, f =0. 15-0. 35 mm/rev | Exercícios calosos recomendados, bom para buracos profundos |
| Moagem | Carboneto, hss | Vc =200-600 m/min, fz =0. 1-0. 25 mm | Ferramentas de ângulo de ancinho de alto positivo, grande profundidade de corte e alimento alto |
| Tocando | HSS-E-PM, Ticn revestido | Vc =15-30 m/min | Lubrificação adequada para uma boa qualidade de linha |
| Gerando | Carboneto, hss | Vc =50-100 m/min, f =0. 2-0. 5 mm/rev | Tolerância H7/H8 alcançável |
| Serra | Lâmina com ponta de carboneto | Vc =800-2000 m/min | Corte eficiente para barras de grande diâmetro |
Orientação de fabricação:
Classificação de maquinabilidade: 70% (1100 alumínio=100%), usinabilidade ligeiramente menor em temperaturas endurecidas por tensão
Formação de chips: Gommy Chips, tendem a envolver as ferramentas, requer bons quebra -chips
Líquido: Fluido de corte solúvel em água (8-12}% concentração), alta taxa de fluxo de resfriamento
Desgaste da ferramenta: inspeção moderada e regular de ferramentas necessária
Soldabilidade: Excelente com soldagem TIG e MIG, uma das melhores ligas de alumínio soldáveis
Trabalho frio: boa formabilidade em o temperamento, moderado no temperamento H111
Trabalho quente: faixa de temperatura recomendada 300-400 grau
Cracking de corrosão do estresse: o, H111, H112 Tempers têm excelente resistência à rachadura de corrosão ao estresse
Propriedades criogênicas: retém ou melhora a força e a resistência a temperaturas extremamente baixas
7. Sistemas de resistência e proteção contra corrosão
| Tipo de ambiente | Classificação de resistência | Método de proteção | Desempenho esperado |
|---|---|---|---|
| Atmosfera industrial | Excelente | Superfície limpa | 20+ anos |
| Atmosfera marinha | Excelente | Superfície limpa | 15-20+ anos |
| IMERGIRA DE ÁGUA DO MAR | Muito bom | Proteção ou pintura catódica | 10-15+ anos com manutenção |
| Alta umidade | Excelente | Superfície limpa | 20+ anos |
| Corrosão por estresse | Excelente | Seleção de temperamento apropriada (H111/H112/H321) | Suscetibilidade extremamente baixa |
| Esfoliação | Excelente | Proteção padrão | Suscetibilidade extremamente baixa |
| Corrosão galvânica | Bom | Isolamento adequado | Design cuidadoso com metais diferentes |
Opções de proteção de superfície:
Anodizando:
Tipo II (sulfúrico): 10-25 μm espessura, fornece proteção e estética adicionais
Tipo III (duro): 25-75 μm espessura, aumenta a resistência e dureza do desgaste
Tingindo e vedação: aprimora a estética e a resistência à corrosão
Revestimentos de conversão:
Revestimentos de conversão de cromato (mil-dtl -5541): excelente base para tintas ou adesivos
Alternativas livres de cromo: compatível com o meio ambiente
Sistemas de pintura:
Primer epóxi + acabamento de poliuretano: fornece excelente proteção a longo prazo, especialmente para aplicações marítimas
Tintura anti -incrustante: para partes submersas de navios
8. Propriedades físicas para o design de engenharia
| Propriedade | Valor | Consideração do projeto |
|---|---|---|
| Densidade | 2,66 g/cm³ | Design leve, controle do centro de gravidade |
| Faixa de fusão | 575-635 grau | Parâmetros de soldagem e fundição |
| Condutividade térmica | 121 W/m·K | Gerenciamento térmico, projeto de transferência de calor |
| Condutividade elétrica | 34% IACs | Condutividade elétrica em aplicações elétricas |
| Calor específico | 897 J/kg · k | Cálculos de massa térmica e capacidade de calor |
| Expansão térmica (CTE) | 24.0 ×10⁻⁶/K | Alterações dimensionais devido a variações de temperatura |
| Módulo de Young | 7 0. 0 gpa | Cálculos de deflexão e rigidez |
| Proporção de Poisson | 0.33 | Parâmetro de análise estrutural |
| Capacidade de amortecimento | Moderado | Controle de vibração e ruído |
Considerações de design:
Faixa de temperatura operacional: -200 grau para +80 grau (o desempenho degrada acima disso)
Desempenho criogênico: mantém ou melhora a força e a tenacidade em temperaturas extremamente baixas, ideais para materiais estruturais criogênicos
Propriedades magnéticas: não magnético
Reciclabilidade: 100% reciclável com alto valor de sucata
Formabilidade: Bom em O Temper, moderado no temperamento H111
Estabilidade dimensional: boa estabilidade dimensional após forjamento e alívio do estresse
Razão de força-peso: vantajoso em aplicações que requerem alta resistência à corrosão e resistência à corrosão
9. Garantia e teste de qualidade
Procedimentos de teste padrão:
Composição química:
Espectroscopia de emissão óptica
Análise de fluorescência de raios-X
Verificação de todos os principais elementos e conteúdo de impureza
Teste mecânico:
Teste de tração (longitudinal, transversal e radial)
Teste de dureza (Brinell, vários locais)
Teste de impacto (Notch Charpy V, especialmente para aplicações criogênicas)
Teste de fadiga (conforme necessário)
Testes não destrutivos:
Inspeção ultrassônica (100% volumétrica, por ASTM B594/E2375, ou AMS 2630)
Testes de corrente de Foucault (defeitos superficiais e próximos à superfície)
Inspeção penetrante (defeitos de superfície)
Teste radiográfico (defeitos macroscópicos internos)
Análise microestrutural:
Determinação do tamanho de grão
Precipitar e avaliação intermetálica
Verificação do padrão de fluxo de grãos
Teste de sensibilidade à corrosão do estresse
Inspeção dimensional:
CMM (Máquina de medição de coordenadas) Verificação
Diâmetro, comprimento, reta, ovalidade, etc.
Certificações padrão:
Relatório de teste de material (en 10204 3. 1 ou 3.2)
Certificação de análise química
Certificação de propriedades mecânicas
Certificação de tratamento térmico/forjamento
Certificação de testes não destrutivos
Conforme ao ASTM B247 (barra forjada), AMS 4114, pt aw -5083, etc.
10. Aplicações e considerações de design
Aplicações primárias:
Indústria marinha:
Construção naval e construção de iate (estruturas de casco, mastros, equipamentos de convés)
Estruturas da plataforma de perfuração offshore
Equipamento de dessalinização
Componentes submarinos
Engenharia criogênica:
Tanques de armazenamento de gás natural liquefeito (GNL) e dutos de transferência
Tanques de combustível criogênico aeroespacial
Componentes de equipamentos de temperatura ultra-baixa
Indústria de transporte:
Veículos ferroviários (corpos de trem de alta velocidade, carros de frete)
Tanques de combustível automotivos e componentes estruturais
Tanques, transportadores de materiais a granel
Militar e defesa:
Estruturas de veículos blindados
Navios navais e componentes submarinos
Pontes militares
Vasos de pressão:
Vasos de média a alta pressão
Vasos de pressão aeroespacial
Vantagens de design:
Excelente resistência à corrosão, especialmente em ambientes marítimos e industriais
Soldabilidade superior, alta resistência de solda sem necessidade de tratamento térmico pós-soldado
Tenacidade criogênica excepcional, com propriedades aprimoradas a temperaturas extremamente baixas
Alta resistência e boa ductilidade, adequada para componentes estruturais
Processo de forjamento otimiza o fluxo de grãos e a qualidade interna
Excelente resistência ao estresse por corrosão e corrosão de esfoliação
Leve, contribuindo para economia de energia e redução de emissões
Não magnético, adequado para aplicações específicas
Limitações de design:
Não fortalecido pelo tratamento térmico
Menor resistência em comparação com ligas de alta resistência 2xxx e 7xxx
O uso a longo prazo acima de 65 graus pode levar à sensibilização (precipitação mg₂al₃), aumentando a suscetibilidade à corrosão do estresse; Os temperamentos H111 ou H321 devem ser selecionados
A maquinabilidade não é tão boa quanto as ligas como 6061
Custo relativamente mais alto
Considerações econômicas:
Material de alto desempenho, custo inicial mais alto, mas custos de vida útil longa e baixos de manutenção
Excelente resistência à corrosão reduz as necessidades de proteção a longo prazo
Boa soldabilidade reduz o custo de fabricar estruturas complexas
Propriedades leves ajudam a reduzir os custos de combustível de transporte
Aspectos de sustentabilidade:
100% reciclável e alta eficiência de utilização de recursos
Os processos de produção de alumínio estão se tornando cada vez mais ecológicos, com redução do consumo de energia
A vida útil longa reduz a geração de resíduos
Orientação de seleção de materiais:
Escolha 5083 quando forem necessários níveis mais altos de resistência à corrosão, soldabilidade e desempenho criogênico
5083 é ideal quando é necessária alta resistência ao serviço em ambientes marítimos
Para estruturas que servem a longo prazo a temperaturas acima de 65 graus, os temperamentos H111 ou H321 devem ser selecionados
Considere as ligas da série 7xxx quando maior força for fundamental e resistência à corrosão ou desempenho criogênico não são preocupações primárias
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