5052 anel forjado de alumínio de grande diâmetro

O anel forjado de liga de alumínio de 5052 de grande diâmetro é uma liga de alumínio-magnésio de resistência moderada e não tratável com aquecimento (série Al-MG), conhecida por sua excelente resistência à corrosão (especialmente em ambientes marinhos e industriais), formabilidade superior, boa soldabilidade e força moderada. Embora sua força seja menor que a da liga 5083, o 5052 oferece melhor formabilidade ao frio e maior limite de resistência à fadiga/resistência. Através de forjamento preciso, particularmente para anéis de grande diâmetro, sua microestrutura interna é otimizada, com o fluxo de grãos alinhado ao longo da geometria do anel, tornando esse material uma escolha ideal para aplicações que requerem alta resistência à corrosão, formabilidade, soldabilidade, resistência moderada e desempenho em grandes componentes, como peças marinhas, produtos de pressão.

Elementos de liga primária:

Magnésio (mg): 2. 2-2. 8% (elemento de fortalecimento primário, fornece força e boa soldabilidade)

Cromo (cr): 0. 15-0. 35% (inibe a recristalização, melhora a resistência à corrosão do estresse, refina grãos)

Material base:

Alumínio (AL): Equilíbrio

Impurezas controladas:

Ferro (Fe): 0. 40% max

Silício (Si): 0. 25% max

Cobre (Cu): 0. 10% max

Manganês (mn): 0. 10% max

Zinco (zn): 0. 10% max

Outros elementos: {{0}}. 05% max cada, 0,15% total total

Processo de forjamento premium (para anéis de grande diâmetro): A produção de 5052 anéis forjados de liga de alumínio de grande diâmetro, apesar de sua força relativamente menor, exige o controle preciso do processo de forjamento para garantir a qualidade interna, o fluxo de grãos e a estabilidade dimensional:

Preparação de fusão:

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

Controle preciso do conteúdo do elemento de liga, especialmente magnésio e cromo, com uma tolerância de ± 0. 03%

Tratamentos avançados de filtração e desgaseificação (por exemplo, desaceleração de gás inerte, snif, desgaseificação de vácuo) garantem limpeza de fusão ultra-alta, minimizando inclusões

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.

Homogenização:

Homogenização de vários estágios em 400-430 grau para 10-24 horas (dependendo do tamanho do lingote)

Controle uniforme da temperatura: ± 3 graus, garantindo a 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 da superfície.

Inspeção ultrassônica 100% para garantir a impecável interna (em conformidade com o nível 2 da classe 2630 Classe A1 ou ASTM E2375).

Pré -aquecimento: 350-380 grau, com controle preciso da uniformidade da temperatura para garantir a ductilidade antes da deformação.

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

Incomodante: múltiplas etapas perturbadoras de grandes lingotes em 350-380} 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 mandelas, formando gradualmente o orifício anular e comprimindo a parede do anel, refinando ainda mais os grãos.

Rolagem do anel: o processo crítico do anel 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, melhorando a densidade e as propriedades circunferenciais. O rolamento do anel é normalmente realizado em várias passes para garantir deformação uniforme e evitar defeitos.

Temperatura de forjamento: 320-370 grau (controlado com precisão) para evitar crescimento e rachaduras excessivos de grãos.

Pressão de forjamento: milhares a dezenas 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: 3: 1 a 5: 1, garantindo estrutura interna densa e uniforme, eliminação completa da estrutura do chast e formação do fluxo de grãos otimizado.

Recozimento (opcional):

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

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

H32: A tensão endureceu a um quarto de temperamento difícil, alcançado pelo trabalho de frio controlado.

H34: tensão endurecida a meio temperamento difícil, dureza mais alta que H32.

H321: Temperado H32 estabilizado, fornecendo excelente resistência à corrosão por tensão (embora o 5052 tenha baixa suscetibilidade ao SCC).

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

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

Distribuição de propriedades:

Propriedades radiais vs. tangenciais: anéis forjados de grande diâmetro, através do rolamento do anel, têm o fluxo de grãos altamente alinhado circunferencialmente ao longo do anel, proporcionando excelente resistência tangencial, resistência à fadiga e tenacidade à fratura. As propriedades radiais e axiais podem ser ligeiramente menores, mas a diferença é controlada.

Efeito da espessura da parede nas propriedades: a força da liga 5052 é relativamente menos sensível à espessura da parede, mas em anéis de paredes grossas de grande diâmetro, o processo de forjamento garante a uniformidade das propriedades do núcleo e da superfície.

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

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

Desempenho da fadiga: fluxo de grãos otimizado e microestrutura densa formada pelo processo de forjamento melhoram 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.

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 pelo cromo (CR) inibem efetivamente o crescimento e a recristalização dos grãos, mantendo o refinamento de grãos.

Tamanho do grão ASTM 7-10 (32-11 μm) ou grãos mais finos.

Distribuição precipitada:

Fase Mg₂al₃: Fina e uniformemente dispersa, atuando como a fase de fortalecimento primária, mas com menor quantidade de precipitação e tendência em comparação com a liga 5083, assim menor o risco de sensibilização em altas temperaturas.

Os precipitados dos limites dos grãos são efetivamente controlados para garantir uma excelente resistência à corrosão.

Pequenas quantidades de compostos intermetálicos primários formados por impurezas como Fe e Si são efetivamente quebrados e dispersos, com tamanho e quantidade controlados.

Desenvolvimento de textura:

O processo de forjamento cria textura específica benéfica para propriedades tangenciais, otimizando a resistência, resistência à resistência e fadiga.

Recursos especiais:

Limpeza metalúrgica de alta qualidade, minimizando defeitos de inclusão não metálicos por meio de tecnologias avançadas de fusão e fundição.

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 usinados de acordos ou terminados.

Disponível em vários temperamentos endurecidos pelo trabalho, como O, H112, H32, H34, 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 forjadas e o processamento adicional é necessário.

H32/H34: Quando o aumento da força é desejado através do trabalho frio, mantendo um grau de formabilidade.

H321: Quando é necessária uma maior resistência à corrosão, e a redução adicional do estresse residual é benéfico.

Orientação de fabricação:

Classificação de maquinabilidade: 85% (1100 alumínio=100%), boa máquina, superior a 5083, 2xxx e ligas 7xxx, mas com ligas da série 6xxx inferiores.

Formação de chips: os chips tendem a envolver as ferramentas, requer boas disjuntores de chip e líquido de arrefecimento de alto fluxo.

LICOLANTE: Fluido de corte solúvel em água (8-12}% Concentração), resfriamento de alta taxa de fluxo.

Desgaste da ferramenta: vida baixa e longa da ferramenta.

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; Normalmente, não é necessário tratamento térmico pós-soldado.

Trabalho frio: Excelente formabilidade em o temperamento, bom em temperaturas H32/H34.

Trabalho a quente: faixa de temperatura recomendada 300-370 grau, com controle rígido sobre a quantidade e taxa de deformação.

Rachadura de corrosão do estresse: a própria liga 5052 não é suscetível ao CEC; O temperamento H321 aumenta ainda mais a resistência ao SCC.

Propriedades criogênicas: a força e a resistência são bem mantidas em ambientes extremamente baixa de temperatura.

Opções de proteção de superfície:

Anodizando:

Tipo II (sulfúrico): 10-25 μm Espessura, fornece proteção e estética adicionais.

Tipo III (duro): 25-75 μm de espessura, aumenta a resistência e a dureza do desgaste (embora os efeitos possam ser menos pronunciados do que em ligas mais difíceis).

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: -200 grau para +80 grau (o uso a longo prazo acima de 80 graus reduzirá gradualmente a força).

Desempenho criogênico: a força e a resistência são bem mantidas em ambientes de temperatura extremamente baixa, tornando-o um excelente material estrutural criogênico.

Propriedades magnéticas: não magnético.

Reciclabilidade: 100% reciclável com alto valor de sucata.

Formabilidade: Excelente formabilidade em temperatura OS forjada, boa em temperaturas H32/H34.

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

Razão de força-peso: vantagem significativa em grandes componentes estruturais que requerem boa resistência à corrosão, soldabilidade, formabilidade e força moderada.

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

Teste de dureza (Brinell, vários locais)

Teste de fadiga (conforme necessário)

Testes não destrutivos:

Inspeção ultrassônica (100% volumétrico, especialmente para a 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)

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), pt aw -5052 e outros padrões da indústria.

Aplicações primárias:

Indústria marinha:

Componentes estruturais de navio e iate (decks, anteparas, tubulação de água do mar, tanques, anéis de suporte de componentes)

Componentes estruturais que não carregam carga para plataformas offshore

Vasos de pressão e tanques de armazenamento:

Cascas, cabeças e anéis de flange para tanques de armazenamento de baixa a média pressão e vasos

Chassi e gabinetes de equipamentos eletrônicos, dissipadores de calor

Transporte:

Tanques de combustível automotivo e de caminhão, tanques de gasolina

Componentes estruturais que não carregam carga para veículos ferroviários

Construção e decoração:

Paredes arquitetônicas de cortina, elementos decorativos, anéis de suporte estrutural

Indústria geral:

Várias estruturas anulares de uso geral que requerem boa formabilidade, resistência à corrosão e força moderada

Vantagens de design:

Excelente resistência à corrosão, especialmente em ambientes marítimos e industriais.

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

Excelente formabilidade e máquinabilidade a frio, fácil de fabricar.

O processo de forjamento otimiza o fluxo de grãos e a qualidade interna, melhorando a resistência à fadiga.

Boa força e resistência moderadas, suficientes para a maioria dos requisitos estruturais gerais.

Eficácia de custo: Comparado às ligas de alta resistência, o 5052 oferece uma vantagem de custo, garantindo um bom desempenho.

Leve, contribuindo para a economia de energia e a redução de emissões.

Limitações de design:

Resistência menor que as ligas de alta resistência de 5083, 6xxx e 7xxx; Não é adequado para aplicações que requerem capacidade de carga extremamente alta.

Não pode ser fortalecido pelo tratamento térmico; A força só pode ser aumentada através do trabalho de frio (temperatura H).

O uso a longo prazo a temperaturas acima de 80 graus reduzirá gradualmente a força.

Considerações econômicas:

Custos de material e processamento mais competitivos em comparação com ligas de alumínio de alta resistência.

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

Boa soldabilidade e formabilidade reduzem a dificuldade de fabricação e o custo de grandes estruturas complexas.

Aspectos de sustentabilidade:

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

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

A vida útil longa do produto e a alta confiabilidade reduzem a geração de resíduos.

Orientação de seleção de materiais:

Escolha 5052 anéis forjados de grande diâmetro quando uma boa resistência à corrosão (especialmente à água do mar), excelente soldabilidade, formabilidade superior e força moderada são simultaneamente necessárias para grandes estruturas anulares.

Adequado para aplicações sensíveis ao custo que não requerem força extrema, como embarcações marinhas, tanques de armazenamento e gabinetes de equipamentos eletrônicos.

Para aplicações que exigem maior resistência, juntamente com a excelente resistência à corrosão, a liga 5083 pode ser considerada.

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