
5083鍛造アルミニウムラウンドバー
5083アルミニウム鍛造バーは、優れた機械的および物理的特性を示すアルミニウム合金材料の一種です。
1。材料の構成と製造プロセス
5083鍛造アルミニウムラウンドバーは、非常に厳しい環境、特に海洋および極低温アプリケーションで例外的な性能を提供するために特別に設計された高強度の非加熱可能なアルミニウムマグニウム合金です。その正確に制御された鍛造プロセスは、その内部微細構造を最適化し、優れた靭性、腐食抵抗、溶接性、疲労強度を提供し、造船、石油とガス、極低温エンジニアリング、および軍事用途に理想的な選択肢となっています。
一次合金要素:
マグネシウム(mg):4。0-4。
マンガン(MN):{{0}}。4-1}}。
Chromium(cr):0。05-0。
基本材料:
アルミニウム(AL):93.2%以上(バランス)
制御不純物:
鉄(Fe):0
シリコン(SI):0
銅(Cu):0
亜鉛(Zn):0
チタン(TI):0
その他の要素:{{{0}}}。それぞれ05%、合計0.15%以下
プレミアム鍛造プロセス:
溶融準備:
高純度の一次アルミニウム(最小99.7%)
±0。05%耐性による正確な合金要素の添加
セラミックフォームフィルター(30-40 ppi)を介した高度なろ過
高度な脱気治療(水素<0。10ml/100g)
Al-Ti-Bマスター合金による穀物洗練
ダイレクトチル(DC)大規模なインゴットを生成するための半連続鋳造
均質化:
420-450 10-24時間の学位
均一な温度制御:±5度
制御冷却速度:15-25度 /時間
微小分泌を排除し、合金組成を均質化します
ビレットの準備:
表面コンディショニング(スキャルピング)
超音波検査(100%体積)
予熱:均一な温度の380-420度
鍛造シーケンス:
Open-Die Preforming:380-420学位
仕上げのための閉じたダイまたはラジアル鍛造:350-400学位
油圧プレス容量:2、000-10、000トン(バーサイズに依存)
コンピューター制御のRAM速度と圧力
穀物の流れを最適化し、穀物を改良するためのマルチステージ鍛造
最小削減比:3:1から5:1、密度と均一な内部構造を確保する
アニーリング(o気性) /ひずみ硬化(Hテンパー):
o気性:340-360 {1-3}時間の度
Hテンパー:H111、H112などのコールドワーキング(例えば、ストレッチング、ストレートリング)によって達成されます
最終処理:
表面コンディショニング(例えば、皮、地面、または精度が変わった)
精度矯正
寸法検証
表面品質検査
すべての生産段階は、厳しい品質管理とトレーサビリティ管理の対象となります。
2。5083鍛造ラウンドバーの機械的特性
| 財産 | O(アニール) | H111 | H112 | テスト方法 |
|---|---|---|---|---|
| 究極の引張強度 | 270-305 mpa | 290-330 mpa | 280-320 mpa | ASTM E8 |
| 降伏強度(0。2%) | 110-135 mpa | 130-160 mpa | 115-145 mpa | ASTM E8 |
| 伸長(2インチ) | 16-22% | 14-20% | 16-22% | ASTM E8 |
| 硬度(ブリネル) | 65-75 hb | 75-85 hb | 70-80 hb | ASTM E10 |
| 疲労強度(5×10℃のサイクル) | 120-140 mpa | 130-150 mpa | 125-145 mpa | ASTM E466 |
| せん断強度 | 160-180 mpa | 175-195 mpa | 170-190 mpa | ASTM B769 |
| 弾性率 | 70.3 GPA | 70.3 GPA | 70.3 GPA | ASTM E111 |
| 破壊靭性(K1C、典型) | 26-30mpa√m | 28-32mpa√m | 27-31mpa√m | ASTM E399 |
プロパティ配布:
軸と放射状の特性:<3% variation in strength properties (due to forged isotropy)
大きな直径バーの内部プロパティのバリエーション:通常5%未満
表面硬度のコアバリエーション:<3 HB
溶接後のプロパティ保持:溶接ゾーンは、親の材料の強度の90%以上を維持することができます。
極低温性能:強度と靭性は、-196程度(液体窒素温度)でも改善し、脆性遷移はありません
3。微細構造特性
主要な微細構造の特徴:
穀物構造:
細かく均一な等軸穀物
ASTM粒サイズ6-8(45-22μm)
鍛造プロセスは、粒の流れがバーの輪郭に従い、機械的特性と疲労抵抗を強化することを保証します
粗粒分離がない断面全体にわたって均一な穀物分布
沈殿物分布:
-mg₅al₈フェーズ:微細で均一に分散し、主要な強化段階として機能する
almnまたはalfemn分散型:穀物をさらに洗練し、再結晶を阻害する
ALCR相:ストレス耐性抵抗を改善します
テクスチャ開発:
鍛造によって誘導されるマイルドテクスチャー、多方向性を最適化するように設計されています
鍛造バーは、ロールされた製品と比較して優れた等方性を示します
特別な機能:
ストレス腐食感度を回避するために効果的に制御された粒界での期の連続降水
中程度の転位密度、作業硬化に有益です
粗い一次金属間化合物の欠如
4。寸法仕様と公差
| パラメーター | 標準範囲 | 精密耐性 | 商業寛容 | テスト方法 |
|---|---|---|---|---|
| 直径 | 100-800 mm | ±0。5mmまで300mm | ±1。0 mm最大300mm | マイクロメーター/キャリパー |
| ±0。300mmを2%上回っています | ±0。5%300mmを超えています | |||
| 楕円形 | N/A | 直径の耐性の50% | 直径の耐性の75% | マイクロメーター/キャリパー |
| 長さ | 1000-6000 mm | ±5mm | ±10mm | 巻尺 |
| まっすぐ | N/A | 0。5mm/m | 1。0 mm/m | ストレート/レーザー |
| 表面の粗さ | N/A | 3.2μmRAマックス | 6.3μmRAマックス | プロファイロメーター |
| 終了の四角性をカットします | N/A | 0。5度最大 | 1。0程度max | 分度器 |
標準の利用可能なフォーム:
鍛造丸いバー:直径100mmから800mm
カスタムカットツーレングスサービスが利用可能
リクエストに応じて利用可能な特別な公差と表面仕上げ(例えば、皮をむいて、地面、精密になった)
o、h111、h112などのさまざまな鍛造テンパーで利用可能
5。指定と作業硬化オプション
| 気性コード | プロセスの説明 | 最適なアプリケーション | 重要な特性 |
|---|---|---|---|
| O | 完全にアニールされ、軟化します | 最大の形成性を必要とするアプリケーション | 最大延性、最低強度 |
| H111 | 完全にアニーリング後に適度に歪みが硬化しました | 一般的な構造、優れたポストウェルドプロパティ | 強度と延性の良いバランス |
| H112 | 鍛造後にのみ平らになりました | 鍛造から残留応力を保持します | 加工前のさらなる処理に適しています |
| H321 | 安定したH32気性 | 高強度、厳密な腐食抵抗要件 | 優れたSCC抵抗、より高い強度 |
気性選択ガイダンス:
O:複雑なコールドフォーミング操作またはさらに深い処理が必要な場所
H111:高強度、溶接性、良好な腐食抵抗を必要とする構造コンポーネント用
H112:鍛造後に直接使用され、重要な機械加工の部品に適しています
H321:非常に高い応力腐食亀裂抵抗要件を持つ海洋および極低温用途向け
6.機械加工と製造特性
| 手術 | ツール材料 | 推奨されたパラメーター | コメント |
|---|---|---|---|
| 旋回 | 炭化物、PCD | vc =150-400 m/min、f =0。1-0。4 mm/rev | 良い表面仕上げ、適度なツール摩耗を簡単に実現できます |
| 掘削 | 炭化物、ブリキコーティング | vc =60-150 m/min、f =0。15-0。35 mm/rev | クーリントドリルが推奨され、深い穴に適しています |
| ミリング | 炭化物、HSS | vc =200-600 m/min、fz =0。1-0。25 mm | 高陽性のレーキ角度ツール、カットの大きな深さ、高飼料 |
| タッピング | HSS-E-PM、TICNコーティング | vc =15-30 m/min | 優れた糸の品質のための適切な潤滑 |
| リーミング | 炭化物、HSS | vc =50-100 m/min、f =0。2-0。5 mm/rev | H7/H8許容耐性が達成可能です |
| のこぎり | 炭化物の先端の刃 | vc =800-2000 m/min | 大きな直径バーの効率的な切断 |
製造ガイダンス:
加工性評価:70%(1100アルミニウム= 100%)、ひずみが硬化した気性のわずかに低い加工性
チップフォーメーション:グミチップ、ツールを包む傾向があり、優れたチップブレーカーが必要です
クーラント:水溶性切断液(8-12%濃度)、高流量冷却
ツールの摩耗:適度な定期的なツール検査が必要です
溶接性:TIGとMIG溶接で優れた、最高の溶接可能なアルミニウム合金の1つで
コールドワーキング:O気性の良い形成性、H111気性の中程度
ホット作業:推奨温度範囲300-400程度
応力腐食亀裂:O、H111、H112気性は、ストレス腐食亀裂に対して優れた耐性があります
極低温特性:非常に低い温度で強度と靭性を保持または改善する
7。耐食性および保護システム
| 環境タイプ | 抵抗定格 | 保護方法 | 予想されるパフォーマンス |
|---|---|---|---|
| 産業雰囲気 | 素晴らしい | きれいな表面 | 20+年 |
| 海洋雰囲気 | 素晴らしい | きれいな表面 | 15-20+年 |
| 海水浸漬 | とても良い | 陰極保護または絵画 | 10-15+メンテナンスの年 |
| 高湿度 | 素晴らしい | きれいな表面 | 20+年 |
| ストレス腐食 | 素晴らしい | 適切な気性選択(H111/H112/H321) | 非常に低い感受性 |
| 剥離 | 素晴らしい | 標準保護 | 非常に低い感受性 |
| ガルバニック腐食 | 良い | 適切な分離 | 異なる金属を使用した慎重な設計 |
表面保護オプション:
陽極酸化:
タイプII(硫酸):10-25厚さ、追加の保護と美学を提供します
タイプIII(ハード):25-75厚さ、耐摩耗性と硬度が増加します
染色とシーリング:美学と腐食抵抗を強化します
変換コーティング:
クロム酸塩変換コーティング(MIL-DTL -5541):塗料または接着剤に最適なベース
クロムフリーの代替品:環境に準拠しています
塗装システム:
エポキシプライマー +ポリウレタントップコート:特に海洋用途向けに優れた長期保護を提供します
アンチフォーリングペイント:船の水没した部分用
8。エンジニアリング設計の物理的特性
| 財産 | 価値 | 設計考慮事項 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.66 g/cm³ | 軽量設計、重心制御の中心 |
| 融解範囲 | 575-635程度 | 溶接およびキャストパラメーター |
| 熱伝導率 | 121 W/m·K | 熱管理、熱伝達設計 |
| 電気伝導率 | 34%IACS | 電気導電率は、電気アプリケーションの導電率 |
| 比熱 | 897 j/kg・k | 熱質量と熱容量の計算 |
| 熱膨張(CTE) | 24.0 ×10⁻⁶/K | 温度の変動による寸法変化 |
| ヤングモジュラス | 7 0。0GPA | たわみと剛性の計算 |
| ポアソンの比率 | 0.33 | 構造分析パラメーター |
| 減衰容量 | 適度 | 振動と騒音制御 |
設計上の考慮事項:
動作温度範囲:-200程度+80程度(パフォーマンスがこれよりも低下)
極低温性能:非常に低い温度で強度と靭性を維持または改善します。極低温構造材料に最適です
磁気特性:非磁性
リサイクル性:スクラップ値が高い100%リサイクル可能
形成性:o気質で良い、H111気性で中程度
寸法の安定性:鍛造とストレス緩和後の良好な寸法安定性
強度と重量の比:高強度と腐食抵抗を必要とするアプリケーションで有利
9。品質保証とテスト
標準テスト手順:
化学組成:
光学放出分光法
X線蛍光分析
すべての主要な要素と不純物の内容の検証
機械的テスト:
引張試験(縦方向、横方向、および放射状)
硬度テスト(Brinell、複数の場所)
インパクトテスト(特に極低温用途向けのCharpy V-Notch)
疲労テスト(必要に応じて)
非破壊テスト:
超音波検査(ASTM B594/E2375、またはAMS 2630に従って100%体積測定)
渦電流テスト(表面および表面近くの欠陥)
浸透剤検査(表面欠陥)
X線撮影テスト(内部巨視的欠陥)
微細構造分析:
穀物サイズの決定
沈殿および金属間評価
穀物の流れパターンの検証
ストレス腐食感度テスト
寸法検査:
CMM(座標測定機)検証
直径、長さ、まっすぐ、楕円形など。
標準認定:
マテリアルテストレポート(en 10204 3。1または3.2)
化学分析認定
機械的特性認証
熱処理/鍛造認証
非破壊検査認定
ASTM B247(Forged Bar)、AMS 4114、En AW -5083などへの適合
10。アプリケーションと設計上の考慮事項
主要なアプリケーション:
海洋産業:
造船とヨット構造(船体構造、マスト、デッキ機器)
オフショア掘削プラットフォーム構造
淡水化装置
潜水艦コンポーネント
極低温工学:
液化天然ガス(LNG)貯蔵タンクと転送パイプライン
航空宇宙極低温燃料タンク
超低温度機器コンポーネント
輸送業界:
鉄道車両(高速電車、貨物車)
自動車燃料タンクと構造コンポーネント
タンカー、バルク材料キャリア
軍事と防衛:
装甲車両構造
海軍船と潜水艦部品
軍事橋
圧力容器:
中から高圧容器
航空宇宙圧力容器
設計上の利点:
特に海洋および産業環境では、優れた腐食抵抗があります
優れた溶接性、高溶接強度は、溶接後の熱処理を必要としません
非常に低い温度で特性が改善された、例外的な極低温靭性
構造成分に適した高強度と良好な延性
鍛造プロセスは、粒の流れと内部品質を最適化します
ストレス腐食亀裂と剥離腐食に対する優れた耐性
軽量、省エネと排出削減に貢献しています
非磁性、特定のアプリケーションに適しています
設計の制限:
熱処理によって強化されていません
2xxxと7xxxシリーズの高強度合金と比較してより低い強度
65度を超える長期使用は、感作(mg₂al₃沈殿)につながり、ストレス腐食に対する感受性が増加する可能性があります。 H111またはH321テンパーを選択する必要があります
加工性は、6061のような合金ほど良くありません
比較的高いコスト
経済的考慮事項:
高性能材料、初期コストが高く、寿命が長く、メンテナンスコストが低い
優れた腐食抵抗は、長期的な保護のニーズを減らします
良好な溶接性は、複雑な構造を製造するコストを削減します
軽量のプロパティは、輸送燃料のコストを削減するのに役立ちます
持続可能性の側面:
100%リサイクル可能な高リソース利用効率
アルミニウム生産プロセスは、エネルギー消費の減少により、ますます環境に優しいものになっています
長いサービス寿命は廃棄物の生成を減らします
マテリアル選択ガイダンス:
腐食抵抗、溶接性、極低温性能が必要な場合は、5083を選択してください
5083は、海洋環境でのサービスに高強度が必要な場合に理想的です
65度を超える温度で長期的に機能する構造の場合、H111またはH321テンパーを選択する必要があります
高強度が最重要であり、腐食抵抗または極低温性能が主な関心事ではない場合は、7xxxシリーズ合金を検討してください
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