5083 anel de forjamento de liga de alumínio de grande diâmetro

O anel de forjamento de liga de alumínio de 5083 de grande diâmetro é uma liga de alumínio-magnésio de alta resistência e não aquecida (série Al-MG), reconhecida por sua excepcional resistência à corrosão (especialmente em ambientes marinhos e industriais), excelente resistência ao moderado e com excelente resistência, 6.} através de um pouco de resistência criogênica e excelente, 6.}, através de 6. Otimizado, com o fluxo de grãos alinhados ao longo da geometria do anel, tornando esse material uma escolha ideal para aplicações que exigem extrema confiabilidade, resistência à corrosão, soldabilidade e desempenho em grandes componentes estruturais, como construção naval, engenharia offshore, tanques de armazenamento criogênico, embarcações de pressão, transporte ferroviário e indústrias militares:

Elementos de liga primária:

Magnésio (mg): 4.0-4.9% (elemento de fortalecimento primário, fornece força e boa soldabilidade)

Manganês (Mn): 0.4-1.0% (aumenta ainda mais a força e refina grãos)

Cromo (cr): 0.05-0.25% (inibe a recristalização, melhora a resistência à corrosão do estresse)

Titanium (TI): 0,15% Max (refinamento de grãos)

Material base:

Alumínio (AL): Equilíbrio

Impurezas controladas:

Ferro (Fe): 0,40% Max

Silício (SI): 0,40% Max

Cobre (Cu): 0,10% max

Zinco (Zn): 0,25% max

Outros elementos: 0,05% no máximo cada, 0,15% total total

Processo de forjamento premium (para anéis de grande diâmetro):

Preparação de fusão:

Alumínio primário de alta pureza (99,7% mínimo)

Controle preciso dos elementos de liga com ± 0,03% de tolerância

Tratamentos avançados de filtração e desgaseificação (e . g ., desaceleração de gás inerte, snif, desgaseificação a vácuo) Certifique

Refinamento de grãos (normalmente com a liga mestre al-B-B) para obter uma estrutura uniforme e fina como fundamental

Sistemas de fundição direta (DC) especialmente projetados para produzir lingotes de grande porte com alta qualidade interna, possivelmente utilizando a tecnologia de agitação eletromagnética (EMC) para melhorar a qualidade do lingote

Homogenização:

Homogenização de vários estágios em 450-480 grau para 16-36 horas (dependendo do tamanho do lingote)

Controle uniforme da temperatura: ± 3 graus, garantindo distribuição uniforme de elementos de liga, eliminação da macro-segregação e ductilidade melhorada

Preparação de tarugos:

Condicionamento da superfície de lingote (escalpeamento ou moagem) para remover defeitos de superfície

Inspeção ultrassônica 100%

Pré -aquecimento: 380-420 grau, com controle preciso da uniformidade da temperatura para garantir a ductilidade antes da deformação

Sequência de forjamento (esquecimento do anel de grande diâmetro):

Perturbador: múltiplas etapas perturbadoras de grandes lingotes em 380-420 grau para quebrar a estrutura do chast e formar uma panqueca ou pré-forma em forma de disco

Piercing: Criando um buraco central em grandes prensas hidráulicas usando matrizes ou mandrels, formando gradualmente o buraco anular e comprimindo a parede do anel, refinando ainda mais os grãos

Rolagem de anel: o processo crítico de rolagem em máquinas de rolagem de anel de grande diâmetro . através da redução axial e radial, o fluxo de grãos é altamente alinhado circunferencialmente ao longo do anel, eliminando vazios internos e porosidade, a densidade de rolagem .}} e o rolo de anel é executada @

Acabamento de forjamento de matriz (opcional): Para anéis que exigem precisão dimensional extremamente alta, a modelagem final pode ser realizada em grandes prensas de forjamento de matriz para garantir a precisão geométrica e a qualidade da superfície .

Temperatura de forjamento: 350-400 grau (controlado com precisão) para evitar crescimento excessivo de grãos e rachaduras

Pressão de forjamento: dezenas de milhares a centenas de milhares de toneladas usando grandes prensas hidráulicas e máquinas de rolamento de anel para garantir deformação suficiente de grandes tarugos

Taxa de redução mínima: 4: 1 a 6: 1, garantindo estrutura interna densa e uniforme, eliminação completa da estrutura do chast e formação de fluxo de grãos otimizados

Recozimento (opcional):

Se for necessário um processamento adicional ou se a sensibilidade ao estresse residual for uma preocupação, o recozimento (o temperamento) pode ser realizado após a forjamento para diminuir a dureza e melhorar a ductilidade .

Tratamentos subsequentes de endurecimento e estabilização do trabalho (para formar os temperamentos H):

H111: A tensão moderadamente endurecida após o recozimento total, adequado para estruturas gerais .

H112: achatado somente após forjamento, mantendo a condição forjada, adequada para processamento adicional antes da usinagem .

H321: Temperado H32 estabilizado, proporcionando excelente resistência à corrosão do estresse .

Todos os estágios de produção estão sujeitos a controle de qualidade rigoroso, testes não destrutivos e gerenciamento de rastreabilidade, especialmente para o controle de qualidade interno de anéis de grande diâmetro .

Distribuição de propriedades:

Radial vs . Propriedades tangenciais: anéis forjados de grande diâmetro exibem excelente anisotropia . rolagem altamente alinhada de fluxo de grãos circunferencialmente ao longo do anel, fornecendo maior resistência tangencial, resistência à fadiga e resistência à fratura .}} Radial e o eixos e o eixos e a resistência à fratura. controlado .

Efeito da espessura da parede nas propriedades: a força pode aumentar ligeiramente nas seções mais finas da parede . para anéis de paredes grossas de grande diâmetro, a uniformidade das propriedades do núcleo e da superfície é crucial, que é garantida pelo processo de forjamento .

Variação do núcleo para a superfície de dureza: menos de 5 hb .

Estresse residual: H112 Temper mantém algum estresse residual de forjamento . H321 Temper reduz significativamente o estresse residual através do tratamento de estabilização e melhora a resistência à corrosão do estresse .

Desempenho de fadiga: fluxo de grãos otimizado e microestrutura densa formada pelo processo de forjamento, melhore significativamente a vida de fadiga do material e a resistência à propagação de trincas da fadiga, o que é particularmente crítico em grandes componentes estruturais .

Desempenho criogênico: força e resistência até melhoram em ambientes de temperatura extremamente baixa, sem transição quebradiça, tornando-o um excelente material estrutural criogênico .

Principais recursos microestruturais:

Estrutura de grãos:

Estrutura mista fina e uniforme de grãos recristalizados e grãos não recristalizados alinhados alinhados

O fluxo de grãos altamente combinado com a geometria do anel, distribuído uniformemente tangencialmente, maximizando o desempenho do material

Dispersóides finos formados por manganês (MN), cromo (CR) e titânio (Ti) inibem efetivamente o crescimento e a recristalização dos grãos

Tamanho do grão ASTM 6-9 (45-16 μm) ou grãos mais finos (ASTM 8-10)

Distribuição precipitada:

Fase mg₂al₃: fino e uniformemente disperso, agindo como a fase de fortalecimento primária

A precipitação contínua de mg₂al₃ nos limites dos grãos é efetivamente controlada para evitar a sensibilidade à corrosão do estresse

Pequenas quantidades de compostos intermetálicos primários como o Alfemn são efetivamente quebrados e dispersos, com tamanho e quantidade controlados

Desenvolvimento de textura:

Processo de forjamento cria textura específica benéfica para propriedades tangenciais, otimizando a força, a resistência à resistência e a fadiga

Recursos especiais:

Limpeza metalúrgica ultra-alta, minimizando defeitos de inclusão não metálicos através de tecnologias avançadas de fusão e fundição

A morfologia e a distribuição dos precipitados contínuos dos limites de grãos (fase beta) são controlados com precisão para maximizar a resistência à corrosão da tensão

Formulários disponíveis padrão:

Anéis forjados: diâmetro externo de até 4000 mm+, espessura da parede de até 600 mm+

Dimensões e geometrias personalizadas disponíveis de acordo com os desenhos e requisitos dos clientes, oferecendo várias condições, desde espaços em branco forjados até estados de usinados ásperos ou acabados

Disponível em vários temperamentos de tratamento térmico, como O, H112, H321

Orientação de seleção de temperamento:

O: Quando as operações complexas de formação de frio são necessárias para anéis de grande diâmetro ou como um estado inicial para o processamento subsequente .

H112: Ao utilizar a microestrutura e propriedades forgadas, e é necessário um processamento adicional .

H321: Quando requisitos extremamente altos para a resistência à corrosão (especialmente a rachadura de corrosão por estresse) estão presentes, juntamente com demandas de força mais altas, comumente usadas em estruturas de paredes grossas de grande diâmetro .

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.

Orientação de fabricação:

Classificação de maquinabilidade: 70% (1100 alumínio=100%), boa usinabilidade, ligas inferiores a 2xxx e 7xxx, mas mais alto que o alumínio puro

Formação de chips: batatas fritas gomosas, tendem a envolver as ferramentas, requer boas disjuntores e líquido de arrefecimento de alto fluxo

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, com alta resistência de solda, adequada para montagem de grandes estruturas complexas

Trabalho de frio: boa formabilidade em o temperamento, moderado no temperamento H112, pobre no temperamento H321

Trabalho quente: faixa de temperatura recomendada 300-400 grau, com controle estrito sobre a quantidade e taxa de deformação e taxa

Cracking de corrosão do estresse: os temperamentos H321 e H116 têm excelente resistência ao estresse por rachadura de corrosão

Propriedades criogênicas: retém ou melhora a força e a resistência a temperaturas extremamente baixas, sem transição quebradiça

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

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 e offshore

Considerações de design:

Faixa de temperatura operacional: -270 grau para +80 grau (uso a longo prazo acima de 65 graus pode levar à sensibilização, afetando a sensibilidade do SCC)

Desempenho criogênico: mantém ou melhora a força e a tenacidade a temperaturas extremamente baixas, sem transição quebradiça, ideal para materiais estruturais criogênicos, amplamente utilizados em tanques de GNL

Propriedades magnéticas: não magnético

Reciclabilidade: 100% reciclável com alto valor de sucata

Formabilidade: Bom em O Temper, moderado no temperamento H112, pobre em H321 temperos

Estabilidade dimensional: boa estabilidade dimensional após o tratamento de forjamento e estabilização

Razão de força-peso: vantagem significativa em aplicações que requerem alta resistência, resistência à corrosão e grandes componentes estruturais

Procedimentos de teste padrão:

Composição química:

Espectroscopia de emissão óptica

Análise de fluorescência de raios-X

Fusão de gás inerte (teor de hidrogênio)

Verificação de todos os principais elementos e conteúdo de impureza

Teste mecânico:

Teste de tração (radial, tangencial, axial, principalmente para anéis de paredes grossas, amostras necessárias em profundidades diferentes)

Teste de dureza (Brinell, vários locais)

Teste de impacto (Notch Charpy V, especialmente para aplicações criogênicas, testadas em temperaturas especificadas)

Teste de fadiga (conforme necessário)

Teste de rachadura de corrosão por estresse (SCC, por ASTM G44, G47, particularmente para os temperamentos H116/H321)

Testes não destrutivos:

Inspeção ultrassônica (100% volumétrica, com atenção especial à qualidade interna de perdoas de paredes grossas de grande diâmetro, em conformidade com a AMS 2630 Classe A1/AA ou ASTM E2375 Nível 2)

Testes de corrente de Foucault (defeitos superficiais e próximos à superfície)

Inspeção penetrante (defeitos de superfície)

Teste radiográfico (defeitos macroscópicos internos, para áreas críticas)

Análise microestrutural:

Determinação do tamanho de grão

Avaliação de compostos precipitados e intermetálicos

Verificação do padrão de fluxo de grãos

Avaliação do grau de recristalização

Inspeção dimensional:

CMM (Máquina de medição de coordenadas) Verificação

Diâmetro externo, diâmetro interno, espessura da parede, altura, nivelamento, concordância, etc ., com controle dimensional geométrico abrangente para anéis grandes

Certificações padrão:

Relatório de teste da fábrica (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 (Esquecos), GB/T 3880 (Padrão Chinês), EN AW -5083, DNV GL, Lloyd's Register, ABS e outras sociedades de classificação .

Aplicações primárias:

Indústria marinha:

Grandes componentes estruturais de navio e iate (decks, anteparas, anéis de conexão do casco)

Plataformas de perfuração offshore, armazenamento flutuante de produção e estrutura de unidade de descarga (FPSO)

Grandes componentes para equipamentos de dessalinização da água do mar

Engenharia criogênica:

Componentes estruturais -chave para grandes tanques de armazenamento de gás natural liquefeito (LNG) e transportadoras, como vigas de anel, suportes de saia, etc .

Tanques de armazenamento de combustível de foguetes líquidos

Vasos de pressão:

Flanges, cabeças e seções de conchas para grandes vasos de pressão em usinas nucleares, reatores químicos, etc .

Trânsito ferroviário:

Componentes estruturais do corpo de trens de alta velocidade, cubos de roda, etc .

Militares:

Estruturas de embarcações navais, componentes de veículos blindados, tubos de lançamento de mísseis, etc .

Vantagens de design:

Excelente resistência à corrosão, especialmente em ambientes marinhos e industriais, com muito alta resistência à corrosão da água do mar

Soldabilidade superior, com alta resistência à solda e boa ductilidade, adequada para montagem de grandes estruturas complexas

Tenacidade criogênica excepcional, com propriedades mantidas ou melhoradas a temperaturas extremamente baixas, sem transição quebradiça

Boa força moderada e excelente ductilidade, adequados para grandes componentes estruturais

Processo de forjamento otimiza o fluxo de grãos e a qualidade interna, melhorando a resistência à fadiga e a resistência à fratura

Excelente resistência ao estresse por corrosão e corrosão de esfoliação (Tempers H321/H116)

Leve, contribuindo para economia de energia e redução de emissões

Não magnético

Limitações de design:

Não pode ser fortalecido pelo tratamento térmico; Limite de força é menor que ligas de alta resistência da série 2xxx e 7xxx

O uso a longo prazo acima de 65 graus pode levar à sensibilização (devido à precipitação contínua da fase mg₂al₃), aumentando a suscetibilidade à corrosão do estresse . a temperatura operacional precisa ser controlada ou o temperamento H321 escolhido .

O nível de força é menor que as ligas aeroespaciais como 7075, mas sua resistência e soldabilidade por corrosão são superiores .

Dificuldade de forjamento e aumento de custo com o tamanho .

Considerações econômicas:

O custo de fabricação de anéis forjados de grande diâmetro é alto, mas seu desempenho e confiabilidade excepcionais em grandes estruturas críticas fornecem valor insubstituível

Excelente resistência à corrosão reduz as necessidades de manutenção e reposição a longo prazo, reduzindo os custos totais do ciclo de vida

Boa soldabilidade reduz a dificuldade e o custo da fabricação de grandes estruturas complexas

Propriedades leves ajudam a reduzir os custos de combustível para transporte, especialmente na construção naval e no transporte ferroviário

Aspectos de sustentabilidade:

100% reciclável e alta taxa de reciclagem de recursos, em conformidade com conceitos de fabricação verde

O consumo de energia e as emissões de carbono nos processos de produção de alumínio são continuamente otimizados

Longa vida útil do produto e alta confiabilidade reduzem a geração de resíduos

Orientação de seleção de materiais:

Escolha 5083 anéis forjados de grande diâmetro quando alta resistência, resistência a corrosão excepcional (especialmente à água do mar), excelente soldabilidade, resistência criogênica e grande estabilidade estrutural são necessárias

Adequado para estruturas críticas, como vasos marinhos, tanques de GNL e grandes vasos de pressão, onde a qualidade interna superior e as propriedades circunferenciais obtidas através da forjamento são essenciais

Para estruturas que servem a longo prazo a temperaturas acima de 65 graus, o temperamento H321 deve ser selecionado e a temperatura operacional controlada estritamente .

Quando são necessárias mais força e boa resistência à corrosão, a liga 5A06 pode ser considerada .

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