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5052 Large Diameter Aluminum Forged Ring
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5052大径アルミニウム鍛造リング

5052大径アルミニウム合金鍛造リングは、高性能アルミニウム合金製品.です。

1.材料の構成と製造プロセス

 

 

5052の大きな直径のアルミニウム合金鍛造リングは、優れた腐食抵抗性(特に優れた溶接性、優れた溶接性、および中程度の強度{6}}が5083の強さを提供するよりも低いものよりも低いものよりも優れているため、優れた腐食抵抗性(特に優れた産業環境)で知られている、中程度の強度の非熱処理可能なアルミニウムマグニウム合金(AL-MGシリーズ)です。特に大きな直径のリングの場合、正確な鍛造を通じて.を制限すると、その内部微細構造が最適化され、リングのジオメトリに沿って粒子の流れが整列しているため、この材料は、海洋部品、圧力維持、電気網、電気網、電気機器など、大規模な構造コンポーネントなどの大規模な構造コンポーネントのパフォーマンスにおける高耐食性、溶接性、中程度の強度、パフォーマンス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。タンク.

一次合金要素:

マグネシウム(mg):2.2-2.8%(一次強化要素、強度と良好な溶接性を提供します)

クロム(cr):0.15-0.35%(再結晶を阻害し、ストレス耐性抵抗を改善し、穀物を改良します)

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0.25%

銅(Cu):最大0.10%

マンガン(MN):最大0.10%

亜鉛(ZN):0.10%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):5052の大きな直径の生産アルミニウム合金は、比較的低い強度にもかかわらず、鍛造プロセスを正確に制御して内部品質、粒子の流れ、寸法の安定性を確保する必要があります。

溶融準備:

高純度の一次アルミニウム(最小99.7%)

±0.03%の許容値で、合金要素含有量、特にマグネシウムとクロムの正確な制御

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)内部品質が高い.を備えた大規模なインゴットを生産するための鋳造システム

均質化:

400-430 {10-24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、マクロ分離の排除、および延性の改善.

ビレットの準備:

地表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式).

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:350-380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.

鍛造シーケンス(大きな直径のリング忘却):

動揺:350-380程度の大きなインゴットの複数の動揺ステップは、キャスト構造を分解し、パンケーキまたはディスク型のpreform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、徐々に環状の穴を形成し、リング壁を圧縮し、穀物をさらに精製する.

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。

鍛造温度:320-370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千から数万トンのトン.

最小削減比:3:1から5:1、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焼き戻し)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):

H32:制御されたコールドワーキングによって達成された四分の一の硬い気性に硬化しました.

H34:ひずみは半分の硬い気性に硬化し、h 32.よりも硬度が高い

H321:H32気性を安定させ、優れた応力腐食抵抗を提供します(5052自体はSCC感受性が低い).

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。

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.

 

 

2. 5052の大きな直径鍛造リングの機械的特性

 

 

財産

H112

H32

H34

O

テスト方法

究極の引張強度

205-240 mpa

215-255 mpa

230-270 mpa

170-205 mpa

ASTM E8

降伏強度(0.2%)

80-120 mpa

145-185 mpa

170-210 mpa

60-90 mpa

ASTM E8

伸長(2インチ)

16-25%

10-18%

8-15%

20-28%

ASTM E8

硬度(ブリネル)

50-65 hb

65-75 hb

70-80 hb

40-50 hb

ASTM E10

疲労強度(5×10℃のサイクル)

100-130 mpa

110-140 mpa

120-150 mpa

70-100 mpa

ASTM E466

せん断強度

120-150 mpa

130-160 mpa

140-170 mpa

100-130 mpa

ASTM B769

 

プロパティ配布:

ラジアルvs .接線特性:リングローリングを通して、大きな直径の鍛造リングは、リングに沿って粒の流れを非常に整列させ、優れた接線強度、疲労抵抗、骨折の靭性を提供します.ラジアルと軸の特性はわずかに低くなる可能性がありますが、{2 {2} {2

特性に対する壁の厚さの影響:5052合金の強度は、壁の厚さに対して比較的敏感ではありませんが、厚壁の濃いリングでは、鍛造プロセスにより、コアと表面の特性の均一性が保証されます.

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

 

 

3.微細構造特性

 

 

主要な微細構造の特徴:

穀物構造:

再結晶粒の細かく均一な混合構造と細長い非再結晶粒穀物は、接線. .を整列させました

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、材料パフォーマンスを最大化する粒子の流れ.

クロム(CR)によって形成された微細な分散症は、穀物の成長と再結晶を効果的に阻害し、穀物の洗練を維持します.

ASTM粒子サイズ7-10({32-11}μm)、またはより細かい粒子.

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しますが、5083合金と比較して降水量と傾向が低いため、高温での感作のリスクが低くなります.

粒界沈殿物は効果的に制御され、優れた耐食性.

FeやSiなどの不純物によって形成される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、分散されます。

テクスチャ開発:

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

特別な機能:

高品質の冶金清潔さ、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化する.

 

 

4.次元仕様と公差

 

 

パラメーター

標準範囲

精密耐性

商業寛容

テスト方法

外径

500-4000+ ミリメートル

±1.0mm最大1000mm

±2.0mm最大1000mm

マイクロメーター/cmm

   

±0.1%1000mmを超えています

±0.2%1000mmを超えています

 

内径

400-3900+ ミリメートル

±1.0mm最大1000mm

±2.0mm最大1000mm

マイクロメーター/cmm

   

±0.1%1000mmを超えています

±0.2%1000mmを超えています

 

壁の厚さ

50-600+ ミリメートル

±0.5mm

±1.0mm

マイクロメーター/cmm

身長

50-800+ mm

±0.5mm

±1.0mm

マイクロメーター/cmm

平坦さ

N/A

0.3mm/m

0.6mm/m

フラットネスゲージ/cmm

同心

N/A

0.3mm

0.6mm

同心性ゲージ/cmm

表面の粗さ

N/A

6.3μmRAマックス

12.5μmRAマックス

プロファイロメーター

 

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、H32、H34、H 321.など、さまざまな作業中の気性があります。

 

 

5.の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

必要な最大の形成性、またはその後の深い処理に

最大延性、最低強度

H112

鍛造後にのみ平らになりました

機械加工前のさらなる処理に適しており、鍛造による残留ストレスを伴う

鍛造された状態、中程度の強度、優れた腐食抵抗

H32

寒さは四分の一の気性に働きました

強度と形成性のバランスを必要とするアプリケーション

適度な強さ、優れた形成性

H34

コールドは半ぶりの気性に働きました

H32よりも高い強度、わずかに低い形成性

より高い強度、中程度の形成性

H321

安定したH32気性

厳密な腐食抵抗要件、残留応力の減少

優れた腐食抵抗、低い残留応力

 

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.

H32/H34:寒冷機能を通じて強度が必要な場合、ある程度の形成性を維持しながら.

H321:より高い腐食抵抗が必要な場合、残留応力のさらなる減少が有益である.

 

 

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 =200-700 m/min、f =0.15-0.6 mm/rev

良い表面仕上げを簡単に達成でき、チップの避難に注意を払う

掘削

炭化物、ブリキコーティング

vc =70-200 m/min、f =0.1-0.35 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 =300-900 m/min、fz =0.1-0.4 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 =20-40 m/min

優れた糸の品質のための適切な潤滑

研削

酸化アルミニウム、CBNホイール

慎重に使用すると、地表火傷や残留ストレスを引き起こす可能性があります

必要に応じて、パラメーターと冷却の厳密な制御

研磨

柔らかいホイール、研磨ペースト

表面仕上げを改善し、ストレス集中を減らします

研磨後に表面をきれいにします

 

製造ガイダンス:

機械性評価:85%(1100アルミニウム= 100%)、良好な機械性、5083、2xxx、7xxx合金よりも優れていますが、6xxxシリーズ合金.より低い

チップフォーメーション:チップはツールを包み込む傾向があり、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:低い、長いツールライフ.

溶接性:TIGおよびMIG溶接で優れています。これは、溶接性の高い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。通常、ポスト溶けた熱処理は必要ありません.

コールドワーキング:O Temperの優れたフォーミビリティ、H32/H34テンパー.

ホット作業:推奨温度範囲300-370程度、変形量とレートを厳密に制御します.

ストレス腐食亀裂:5052合金自体はSCCの影響を受けません。 H321気性はSCC抵抗をさらに強化します.

極低温特性:強度と靭性は、非常に低温環境でよく維持されています.

 

 

7.腐食抵抗と保護システム

 

 

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

素晴らしい

陰極保護または絵画

10-20+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

追加の保護は必要ありません

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):10-25μmの厚さ、追加の保護と美学.

タイプIII(ハード):25-75μmの厚さ、耐摩耗性と硬度を増加させます(ただし、効果は硬い合金よりも顕著ではない場合があります).

変換コーティング:

Chromate変換コーティング(MIL-DTL {-5541):塗料または接着剤.の優れたベース

クロムフリーの代替品:環境に準拠している.

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アプリケーション.に優れた長期保護を提供します

 

 

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

2.68 g/cm³

軽量設計、重心制御の中心

融解範囲

605-650程度

溶接およびキャストパラメーター

熱伝導率

138 W/m·K

熱管理、熱伝達設計

電気伝導率

35%IACS

電気導電率は、電気アプリケーションの導電率

比熱

900 j/kg・k

熱質量と熱容量の計算

熱膨張(CTE)

23.8 ×10⁻⁶/K

温度の変動による寸法の変化

ヤングモジュラス

70.3 GPA

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度から+80度(80度を超える長期使用は徐々に強度を軽減します).

極低温性能:強度と靭性は非常に低温環境でよく維持されているため、優れた極低温構造材料.になります。

磁気特性:非磁性.

リサイクル性:スクラップ値が高い.で100%リサイクル可能

形成性:装飾されたO気性における優れたフォーミビリティ、H32/H34テンパー.

寸法の安定性: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:良好な耐食性、溶接性、フォーミン性、および中程度の強度を必要とする大きな構造成分における重要な利点.

 

 

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(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)

疲労テスト(必要に応じて)

非破壊テスト:

超音波検査(特に大きな直径の厚壁の鍛造の内部品質のための100%体積、AMS 2630クラスA1/AAまたはASTM E2375レベル2に準拠)

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)

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{.

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 -5052、およびその他の業界標準.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:

船とヨットの構造コンポーネント(デッキ、隔壁、海水配管、タンク、コンポーネントサポートリング)

オフショアプラットフォーム用の非荷重を含む構造コンポーネント

圧力容器と貯蔵タンク:

低から中圧の貯蔵タンクと容器用のシェル、ヘッド、フランジリング

電子機器のシャーシとエンクロージャー、ヒートシンク

交通機関:

自動車およびトラック燃料タンク、ガスタンク

鉄道車両用の非荷重耐力構造コンポーネント

建設と装飾:

建築のカーテンウォール、装飾的な要素、構造的なサポートリング

一般的な業界:

優れた形成性、腐食抵抗、および中程度の強度を必要とするさまざまな汎用環状構造

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.

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.

優れた冷たい形成性と機密性、製造が簡単な.

鍛造プロセスは粒の流れと内部品質を最適化し、疲労抵抗を改善する.

良好な中程度の強度と靭性、ほとんどの一般的な構造要件に十分な.

費用対効果:高強度合金と比較して、5052はコストの優位性を提供しながら、良いパフォーマンスを確保します.

軽量、省エネと排出削減に貢献する.

設計の制限:

5083、6xxx、7xxxシリーズの高強度合金よりも低い強度。非常に高い負荷をかける容量を必要とするアプリケーションには適していません.

熱処理によって強化することはできません。強度は、寒い作業(Hテンパー).によってのみ増加することができます

80度を超える温度での長期使用は、徐々に強度を軽減します.

経済的考慮事項:

高強度のアルミニウム合金と比較して、より競争力のある材料と処理コスト.

優れた腐食抵抗は、長期のメンテナンスと交換のニーズを減らし、総ライフサイクルコストを削減する.

優れた溶接性と形成性は、複雑な大型構造の製造困難とコストを削減します.

持続可能性の側面:

グリーン製造の概念に準拠している100%リサイクル可能な高リソースリサイクル率.

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:

良い腐食抵抗(特に海水に対して)、優れた溶接性、優れた形成性、および中程度の強度が、大きな環状構造に同時に必要な場合、5052の大きな直径の鍛造リングを選択します{.}

海洋船、貯蔵タンク、電子機器エンクロージャーなど、極端な強度を必要としない費用に敏感なアプリケーションに適しています.

優れた腐食抵抗とともにより高い強度を必要とするアプリケーションの場合、5083合金を.と見なすことができます

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