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5083 Forged Aluminum Round Bar
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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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