5083大径アルミニウム合金鍛造リング

5083の大きな直径のアルミニウム合金鍛造リングは、その例外的な腐食抵抗（特に在来環境で）、優れた溶接性、適度な強度、優れた溶接性、および顕著な凍結タフネス{6}}...で特別な極度のマイクを介して、特に大きな極度の凍結タフネスで有名な高強度の非加熱性アルミニウムマグニウム合金（AL-MGシリーズ）です。リングのジオメトリに沿って穀物の流れが整列されているため、この材料は、造船、オフショアエンジニアリング、極低温貯蔵タンク、圧力容器、鉄道輸送、軍事産業などの大規模な構造コンポーネントの極端な信頼性、腐食抵抗、溶接性、性能を必要とするアプリケーション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）：4.0-4.9％（一次強化要素、強度と良好な溶接性を提供します）

マンガン（MN）：0.4-1.0％（さらに強度を高め、穀物を洗練する）

クロム（cr）：0.05-0.25％（再結晶を阻害し、ストレス耐性抵抗を改善します）

チタン（TI）：0.15％最大（穀物洗練）

基本材料:

アルミニウム（AL）：バランス

制御不純物:

鉄（FE）：最大0.40％

シリコン（SI）：最大0.40％

銅（Cu）：最大0.10％

亜鉛（ZN）：0.25％最大

その他の要素：それぞれ0.05％、合計0.15％

プレミアム鍛造プロセス（大きな直径リング用）:

溶融準備：

高純度の一次アルミニウム（最小99.7％）

±0.03％の耐性を持つ合金要素の正確な制御

高度なろ過および脱ガス処理（E {. g .、不活性ガス散乱、SNIF、真空脱気型）

穀物の洗練（通常はAl-Ti-Bマスター合金を使用）均一で細かいAs-Cast構造を取得する

特別に設計されたダイレクトチル（DC）鋳造システムは、内部品質が高い大型インゴットを生産し、おそらく電磁攪拌（EMC）テクノロジーを利用してINGOT品質を向上させるための鋳造システム

均質化：

450-480 {16-36時間の程度でのマルチステージの均質化（Ingotサイズに依存）

均一な温度制御：±3度、合金要素の均一な分布の確保、マクロ分離の排除、および延性の改善

ビレットの準備：

表面欠陥を除去するためのIngot表面コンディショニング（スキャルピングまたはフライス粉砕）

内部の完璧さを確保するための100％超音波検査（AMS 2630クラスA1またはASTM E2375レベル2に準拠）

予熱：380-420程度、変形前に延性を確保するための正確な温度均一性制御を備えています

鍛造シーケンス（大きな直径のリング忘却）：

動揺：380-420程度の大きなインゴットの複数の動揺したステップは、キャスト構造を分解し、パンケーキまたはディスク型のプリフォームを形成します

ピアス：ダイまたはマンドレルを使用して大きな油圧プレスに中央の穴を作成し、徐々に環状穴を形成し、リング壁を圧縮し、さらに精製します穀物

リングローリング：軸方向および放射状の減少を通じて、大きな直径のリングローリングマシン.の重要なリングローリングプロセスは、リングに沿って円周方向に高度に整列し、内部ボイドと気孔率を排除し、密度と円周特性を改善し、.}リングローリングは標準的に実行されます。

ダイ鍛造仕上げ（オプション）：非常に高い次元精度を必要とするリングの場合、最終的な形状を大規模なダイの鍛造プレスで実行して、幾何学的精度と表面の品質を確保することができます.

鍛造温度：350-400程度（正確に制御された）過度の粒子の成長と亀裂を防ぐ

鍛造圧力：大きなビレットの十分な変形を確保するために、大きな油圧プレスとリングローリングマシンを使用して数万から数十万トン

最小還元比：4：1から6：1、密な、均一な内部構造の確保、キャスト構造の完全な排除、および最適化された粒流の形成

アニーリング（オプション）：

さらなる処理が必要な場合、または残留応力に対する感度が懸念される場合、硬度を低下させて延性を改善するために鍛造後にアニーリング（o気性）を実行できます.

その後の作業硬化と安定化治療（Hテンパーを形成するため）：

H111：一般的な構造に適した完全なアニーリングの後に適度に株が硬化しました.

H112：鍛造状態を鍛造した後にのみ平らになりました。.を加工する前にさらに処理するのに適しています。

H321：H32気質を安定させ、優れた応力腐食抵抗を提供する.

すべての生産段階は、特に大きな直径リングの内部品質管理のために、厳しい品質管理、非破壊検査、およびトレーサビリティ管理の対象となります.

プロパティ配布:

ラジアルvs .接線特性：大きな直径の鍛造リングは、優れた異方性を示します{.リングはリングに沿って粒子流量を非常に整列させ、より高い接線強度、疲労抵抗、骨折の丈夫さを提供します.（{2}} xial axialプロパティはわずかに低くなります。

特性に対する壁の厚さの影響：厚い壁の厚壁のリングの場合、強度は薄い壁のセクションでわずかに増加する可能性があります。コアと表面の特性の均一性は重要であり、鍛造プロセス.}}}}

表面硬度のコアバリエーション：5 Hb未満.

残留応力：h112気性は、. h321気性からの残留応力を保持します。

疲労パフォーマンス：鍛造プロセスによって形成される最適化された穀物の流れと密な微細構造は、材料の疲労寿命と疲労亀裂伝播に対する耐性を大幅に改善します。これは、大きな構造成分.で特に重要です

極低温性能：強度と靭性は、非常に低温の環境でも改善され、脆性遷移がなく、優れた極低温構造材料になります.

主要な微細構造の特徴:

穀物構造：

再結晶した粒子と細長い非再結晶粒の細かく均一な混合構造が接線に整列しています

リングのジオメトリと非常に一致し、接線方向に均一に分布し、材料のパフォーマンスを最大化する粒の流れ

マンガン（MN）、クロム（CR）、およびチタン（TI）によって形成された微細な分散症は、粒子の成長と再結晶を効果的に阻害します

ASTM粒サイズ6-9（{45-16}μm）またはより細かい粒（ASTM 8-10）

沈殿物分布：

mg₂al₃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

ストレス腐食の感度を避けるために、粒界でのmg₂al₃の継続的な降水が効果的に制御されます

Alfemnのような少量の一次金属間化合物は、制御されたサイズと量で効果的に分解され、分散されています

テクスチャ開発：

鍛造プロセスは、接線特性、強度、靭性、疲労抵抗を最適化するために有益な特定のテクスチャを作成します

特別な機能：

超高冶金の清潔さ、高度な融解および鋳造技術による非金属包含欠陥を最小限に抑える

連続粒界沈殿物の形態と分布（ベータ相）は、ストレス耐性耐性を最大化するために正確に制御されます

標準の利用可能なフォーム:

鍛造リング：最大4000mm+の外径、壁の厚さ600mm++

顧客の図面と要件に応じて利用可能なカスタム寸法とジオメトリは、鍛造されたブランクから荒廃または仕上げの状態まで、さまざまな条件を提供します

O、H112、H321などのさまざまな熱処理気性で利用可能

気性選択ガイダンス:

O：大きな直径リングに複雑なコールドフォーミング操作が必要な場合、または後続の処理の初期状態.

H112：鍛造された微細構造と特性を利用する場合、さらに処理が必要です.

H321：腐食抵抗の非常に高い要件（特に応力腐食亀裂）が存在する場合、より高い強度の需要、一般的に大きな厚壁構造.

H116：SCCおよび剥離腐食抵抗の最も厳しい要件が存在する場合、通常、海洋環境の薄壁構造に使用されますが、厚い壁の厚塗りの偽装リングのための安定化処理制限.のために厚いセクションには適していません。

製造ガイダンス:

加工性評価：70％（1100アルミニウム= 100％）、良好な機械性、2xxxよりも低いが7xxx合金が低いが、純粋なアルミニウムよりも高い

チップフォーメーション：グミチップス、ツールを包む傾向があり、優れたチップブレーカーとハイフロークーラントが必要です

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溶接で優れています。これは、大きな溶接性の高い溶接性アルミニウム合金の1つであり、大きな溶接強度があり、大きな複雑な構造のアセンブリに適しています。

コールドワーキング：O気性の優れた形成性、H112気性の中程度、H321気性の貧弱

ホット作業：推奨温度範囲300-400程度、変形量と速度を厳密に制御します

ストレス腐食亀裂：H321およびH116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します。

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

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：特に海洋およびオフショアのアプリケーションに優れた長期保護を提供します

設計上の考慮事項:

動作温度範囲：-270程度+80度（65度を超える長期使用は感作につながり、SCCの感度に影響を与える可能性があります）

極低温性能：LNGタンクで広く使用されている極度の遷移、極度の遷移、極低温の構造材料に最適で、非常に低い温度で強度と靭性を維持または改善します

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

フォーミン性：O気性で良い、H112気性で中程度、H321気性では貧弱

寸法安定性：鍛造および安定化治療後の良好な寸法安定性

強度と重量の比率：高強度、腐食抵抗、および大きな構造成分を必要とするアプリケーションの重要な利点

標準テスト手順:

化学組成：

光学放出分光法

X線蛍光分析

不活性ガス融合（水素含有量）

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（ラジアル、接線、軸、特に厚い壁のリングの場合、さまざまな深さで必要なサンプル）

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、指定された温度でテストされた）

疲労テスト（必要に応じて）

ストレス腐食亀裂テスト（SCC、ASTM G44、G47、特にH116/H321気性の場合）

非破壊テスト：

超音波検査（100％体積、大径の厚壁の内部品質に特に注意を払って、AMS 2630クラスA1/AAまたはASTM E2375レベル2に適合）

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（重要な領域の内部巨視的欠陥）

微細構造分析：

穀物サイズの決定

沈殿物および金属間の化合物評価

穀物の流れパターンの検証

再結晶度評価

寸法検査：

CMM（座標測定機）検証

外径、内径、壁の厚さ、高さ、平坦性、同心性など、大きなリングの包括的な幾何学的寸法制御を伴う.

標準認定:

ミルテストレポート（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（Forging）、GB/T 3880（中国標準）、EN AW -5083、DNV GL、Lloyd's Register、ABS、およびその他の分類協会への適合.}

主要なアプリケーション:

海洋産業：

大きな船とヨットの構造コンポーネント（デッキ、隔壁、船体接続リング）

オフショア掘削プラットフォーム、フローティング生産ストレージ、オフロード（FPSO）ユニット構造

海水淡水化装置用の大きな成分

極低温工学：

大規模な液化天然ガス（LNG）貯蔵タンクの主要な構造コンポーネントおよびリングガーダー、スカートサポートなどのキャリア.

液体ロケット燃料貯蔵タンク

圧力容器：

原子力発電所、化学反応器などにおける大きな圧力容器用のフランジ、ヘッド、および殻のセクション.

鉄道輸送：

高速トレインボディ構造コンポーネント、ホイールハブなど.

軍隊：

海軍容器構造、装甲車両コンポーネント、ミサイル発射管など.

設計上の利点:

特に海洋および産業環境での優れた腐食抵抗は、海水腐食に対する非常に高い抵抗を伴う

優れた溶接性、高い溶接強度と良好な延性を備えた、大きな複雑な構造のアセンブリに適しています

非常に低い温度で特性が維持または改善され、脆性移行はありません。

良い中程度の強度と優れた延性、大きな構造コンポーネントに適しています

鍛造プロセスは粒の流れと内部品質を最適化し、疲労抵抗と骨折の靭性を改善します

ストレス腐食亀裂と剥離腐食に対する優れた耐性（H321/H116気性）

軽量、省エネと排出削減に貢献しています

非磁性

設計の制限:

熱処理によって強化することはできません。強度制限は2xxxおよび7xxxシリーズ高強度合金より低い

65度を超える長期使用は、感作につながる可能性があります（mg₂Al-phaseの継続的な降水により）、ストレス腐食に対する感受性の増加.動作温度を制御する必要があります。

強度レベルは7075のような航空宇宙合金よりも低いですが、その腐食抵抗と溶接性は優れています.

サイズの困難とコストの増加.

経済的考慮事項:

大きな直径の鍛造リングの製造コストは高いですが、大きな重要な構造におけるそれらの並外れたパフォーマンスと信頼性はかけがえのない価値を提供します

優れた腐食抵抗は、長期的なメンテナンスと交換のニーズを削減し、総ライフサイクルコストを削減します

優れた溶接性は、複雑な大規模な構造を製造することの難しさとコストを削減します

軽量のプロパティは、特に造船や鉄道輸送において、輸送の燃料コストを削減するのに役立ちます

持続可能性の側面:

100％リサイクル可能で高いリソースリサイクル率、グリーン製造の概念に準拠しています

アルミニウム生産プロセスにおけるエネルギー消費と炭素排出量は継続的に最適化されています

長い製品の寿命と高い信頼性は、廃棄物の生成を減らします

マテリアル選択ガイダンス:

高強度、例外的な腐食抵抗（特に海水）、優れた溶接性、極低温、および大きな構造的安定性が必要な場合、5083の大きな直径の鍛造リングを選択してください

海洋容器、LNGタンク、大きな圧力容器などの重要な構造に適しています。

65度を超える温度で長期にわたって勤務する構造の場合、H321気性を選択し、動作温度を厳密に制御する必要があります.

より高い強度と良好な腐食抵抗が必要な場合、5A06合金を考慮することができます.

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