5383 マリンアルミニウムプレート
5383 マリン アルミニウム プレートは、要求の厳しい造船および海洋環境向けに設計された高強度、耐食性のアルミニウムとマグネシウムの合金です。優れた溶接性、優れた耐海水性、および薄いゲージと厚いゲージの両方で安定した機械的特性を備えた 5383 は、長期耐久性と軽量化が重要な船体メッキ、甲板、上部構造、および高負荷の海洋コンポーネントに最適です。
5383 は、広く使用されている 5083 合金の強化された代替品として開発された特殊な海洋グレードのアルミニウム合金です。 5383 は、マグネシウム含有量と微量元素を最適化することにより、以下を実現します。
- 標準 5083 よりも高い降伏点と引張強度
- 海水中での応力腐食割れや孔食に対する耐性の向上
- 溶接・成形後も安定した性能を発揮
5383 は、軽量構造、強力な構造能力、長い耐用年数の組み合わせにより、燃料消費量の削減とメンテナンスの削減を目標とする現代の造船所にとって好ましいソリューションとなっています。
特徴と利点
| 特徴 | 海洋サービスにおけるメリット |
|---|---|
| 高い強度重量比 | プレートの薄肉化を可能にし、船舶の重量を軽減し、速度と燃料効率を向上させます。 |
| 優れた耐海水耐食性 | 船体と甲板の寿命を延ばし、保護コーティングと修理コストを最小限に抑えます。 |
| 優れた溶接性 | 熱影響部の強度低下を最小限に抑えた、きれいで亀裂の入りにくい溶接部 |
| 優れた耐疲労性 | 周期的な波荷重や振動に対しても信頼性が高い |
| 5083 よりも強化されたパフォーマンス | 特に高負荷領域において、より高い耐力と優れた構造マージン |
| 非熱処理合金 | 冷間加工によって得られる特性。サービスが安定しており、過寿命のリスクがない |
| 良好な成形性 | 湾曲した船体セクション、甲板、上部構造パネルに最適 |
| 豊富なサイズ展開 | 内装用の薄板から船体、キール、スティフナー用の厚板まで |
海洋産業における一般的な用途
| 応用分野 | 5383 プレートの一般的な使用法 |
|---|---|
| 船体構造物 | 船底シェル、サイドシェル、船首セクション、船尾構造、ビルジストレーキ |
| デッキと上部構造物 | メインデッキ、ウェザーデッキ、ブリッジデッキ、宿泊ブロック、操舵室 |
| 高速船 | 軽くて丈夫な船体を必要とする巡視船、高速フェリー、乗組員船、作業船 |
| 海洋構造物 | ヘリコプター、プラットフォーム通路、宿泊施設モジュール、タラップ |
| 海軍および防衛艦艇 | 構造性能が向上した耐食性の船体と甲板 |
| スロープと車両デッキ | Ro-Ro ランプ、荷台、疲労と衝撃荷重が大きい車両デッキ |
| タンクとエンクロージャ | バラストタンク、淡水タンク、保護ハウジング、海洋機器用エンクロージャ |
| 内陸水上バイク | メンテナンスの手間が少なく、長い耐用年数が必要な川船、バージ、サービス船 |
5383合金の化学組成
典型的な組成値。特定の制限は規格(EN、ASTM、船級協会の規則など)によって異なる場合があります。
| 要素 | 一般的な範囲 (%) | 機能・効果 |
|---|---|---|
| マグネシウム | 4.3 – 5.2 | 主な強化要素。海水中での耐食性を向上させます |
| ん | 0.4~1.0 | 強度、結晶粒の微細化、靱性の向上 |
| そして | ≤ 0.40 | 溶接性と靭性を維持するように制御されています |
| 鉄 | ≤ 0.40 | 耐食性と延性の損失を避けるために低く保たれます |
| Cr | 0.05~0.25 | 応力腐食割れに対する耐性に貢献 |
| の | ≤ 0.15 | 結晶粒微細化剤、均一な機械的特性の維持に役立ちます |
| 銅 | ≤ 0.10 | 優れた耐食性を維持するための制限 |
| 亜鉛 | ≤ 0.25 | 応力腐食割れの発生を避けるために制限される |
| その他 | それぞれ ≤ 0.05 / 合計 0.15 | 微量元素は厳格な制限内に維持されます |
| アル | バランス | 低密度で自然酸化物から保護するベースメタル |
調質の指定と処理
5383 は非熱処理アルミニウムマグネシウム合金です。強度は主に冷間加工 (ひずみ硬化) によって得られます。マリンプレートの最も一般的な焼き戻しは次のとおりです。
| 気性 | 説明 | 海洋建設における典型的な使用例 |
|---|---|---|
| ○ | 焼きなまし済み、最も柔らかい状態 | 緊密な成形、複雑な曲率、深絞り、その後の溶接 |
| H111 | わずかにひずみ硬化 | 良好な成形と溶接が必要な一般的な船体メッキとデッキ |
| H116 | ひずみ硬化、低温安定化。海洋サービスに最適化 | 継続的に海水にさらされた船体と甲板のメッキ |
| H321 | ひずみ硬化と安定化 | 安定した機械的特性を必要とする高応力構造領域 |
H116 および H321 の質別は、一般に重要な海洋構造物に対して船舶船級協会 (BV、DNV、ABS、LR など) によって指定されています。
5383マリンプレートの機械的性質
室温での参考値。実際の特性は、厚さ、焼き戻し、仕様によって異なります。
代表的な機械的特性 (プレート、~10 ~ 25 mm)
| 財産 | ユニット | 5383‑H116 / H321 (標準) |
|---|---|---|
| 引張強さ、Rm | MPa | 300 – 340 |
| 0.2%耐力 Rp0.2 | MPa | 200~260 |
| 伸び(A50) | % | 10 – 16 |
| ブリネル硬度 (HBW) | – | 85 – 100 |
| 弾性率 | GPa | ~70 |
| ポアソン比 | – | ~0.33 |
| 密度 | g/cm3 | ~2.66 |
物理的および熱的特性
| パラメータ | 値/範囲 | 注意事項 |
|---|---|---|
| 融解範囲 | ~570 – 640 °C | Al-Mg合金に典型的 |
| 熱伝導率 | ~120 – 135 W/m・K | 海洋構造物の急速な熱放散を支援します。 |
| 電気伝導率 | ~28 – 32 % IACS | Mg およびその他の合金元素により純 Al よりも低い |
| 熱膨張係数 | ~23 × 10⁻⁶ /K (20 ~ 100 °C) | 接合部の設計と混合材料構造にとって重要 |
プレート寸法と供給範囲
供給能力は工場や分類要件によって異なりますが、一般的な商用製品は次のとおりです。
| パラメータ | 代表的な範囲 |
|---|---|
| 厚さ | 3 – 80 mm (海洋プレート焦点) |
| 幅 | 1000~3000mm |
| 長さ | 2000~12000mm |
| 表面状態 | ミル仕上げ、ショットブラスト、下塗り(ご要望に応じて) |
| エッジの状態 | ミルエッジ、ソーカット、または機械加工されたエッジ |
多くの場合、造船所での製造時間を短縮するために、パネル、隔壁、成形された船体セクションのカスタム寸法とプレカット形状が提供されます。
溶接性と接合性能
5383 は、標準的な海洋溶接プロセスを使用した優れた溶接性を実現するように特別に設計されています。
| 側面 | 詳細 |
|---|---|
| 推奨プロセス | MIG (GMAW)、TIG |
| 代表的な溶加材 | 海洋暴露に適した 5356、5183、または互換性のある Al-Mg フィラー |
| 溶接強度 | 特に 5183 フィラーを使用した場合の高い接合効率 |
| 熱影響部 | 軟化が限定的。特性は一次構造に適したまま |
| 溶接後の処理 | 通常、熱処理は必要ありません。矯正と検査が標準装備 |
実際に、5383 は従来の 5083 と比較して溶接後の強度が向上していることを示しており、高負荷の船体とデッキの接合部でより確実に使用できます。
海洋環境における耐食性
この合金の高いマグネシウム含有量、制御された鉄と銅のレベル、および適切な安定化元素は、以下の分野で優れた耐性に貢献します。
| 環境 | 5383プレートの性能 |
|---|---|
| 外海水(浸漬) | 孔食および一般腐食に対する非常に優れた耐性 |
| スプラッシュゾーンとタイダルゾーン | 乾湿繰り返し条件下でも優れた性能を発揮 |
| 海洋性の雰囲気と塩霧 | 低い腐食率。デッキや上部構造物に適しています |
| 汽水域と港湾水域 | 標準的な船舶用コーティングとメンテナンスによる信頼性の高いサービス |
| スチール製ガルバニックカップリング | バイメタル攻撃を防ぐために適切な絶縁とコーティングが必要 |
特に摩耗性の条件や汚れの管理が必要な場合には、船体と甲板の寿命をさらに延ばすために、適切な塗料またはコーティングシステムを使用することをお勧めします。
成形性、機械加工性、および製造性
| 財産 | 5383の特徴 |
|---|---|
| 成形性 | 良い; H111 および O 焼き戻しにより、船体の曲率に応じたきつい曲げとローリングが可能 |
| 被削性 | 他の Al-Mg 合金と同等。正しい工具によるきれいな切断 |
| 切断 | プラズマ、ウォータージェット、レーザー (より薄いゲージ用)、および機械的切断 |
| 表面処理 | 溶接およびコーティング前の脱脂および軽いブラッシングまたはブラスト処理 |
この合金の強度と延性のバランスにより、成形中や溶接中に亀裂が発生するリスクを最小限に抑えた効率的な製造がサポートされます。
比較: 船舶用の 5383 と 5083
| 性質・側面 | 5383 マリンプレート | 5083 マリンプレート |
|---|---|---|
| 強度(降伏量) | より高い | Al‑Mg 海洋の標準ベースライン |
| 溶接強度保持率 | 改善されました | 良いですが、一般的には 5383 よりも低いです |
| 耐食性 | 優れた、海洋用に最適化された | 素晴らしい |
| 船体プレートの典型的な焼き戻し | H116 / H321 | H116 / H321 |
| 構造効率 | 強度向上によりさらに高くなる | とても良い |
| アプリケーションの傾向 | 新しいビルドでの使用の増加 | 広く使用されているベンチマーク合金 |
造船所は、構造重量を軽減したり、厚さを増やさずに追加の安全マージンを確保したりするために、分類と設計規則が許可する場合に 5383 を選択することがよくあります。
5383 マリンアルミニウムプレートを選ぶ理由
安全性、性能、ライフサイクルコストのバランスを目指す造船所、造船設計者、オフショアエンジニアにとって、5383 海洋アルミニウムプレートは非常に効果的なソリューションを提供します。
- 船舶の軽量化、高速化、燃費効率の向上をサポート
- 過酷な海水条件下でも信頼性の高い長期耐食性を実現
- 優れた溶接性と加工後の構造性能を実現
- 確立された海洋設計慣行および分類基準との互換性
従来の合金から 5383 にアップグレードすることにより、海洋プロジェクトは、特に要求の厳しい船体および甲板用途において、より高い構造効率とより耐久性のあるサービスを実現できます。
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