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應用案例
鋁合金在艦艇船舶上的應用

1、船舶用鋁合金的性能 
  眾所周知,目前造船業的輕量化發展離不開鋁合金材料的應用,究其原因為鋁合金材料具有比重小、抗腐蝕性能佳、加工成型性能好、焊接性能好、彈性模量小等優點。船舶用鋁合金具有極佳的抗腐蝕性能,那么鋁合金船舶必能有效抵御海水對船舶使用效果與使用壽命的不良影響。海水屬電解質溶液,海水對鋁合金的腐蝕過程是一種電化學腐蝕過程,具體以表現為點蝕形式。海水對5000系合金的腐蝕速度極其緩慢,其中低鎂合金更具耐蝕性;6000系合金對海水的耐蝕性可達到100%。正因如此,5000系合金與6000系合金目前已被廣泛應用到船舶領域。此外,鋁合金的腐蝕過程相當繁雜,其往往受到合金性質與環境因素的影響,其中環境因素包括濕度、溫度、壓力、攪拌、雜散電流及腐蝕介質等;合金性質包括應力與組織的不均勻性等。由此可見,船舶用鋁合金的應用必須充分考慮其影響因素,由此提高鋁合金船舶的綜合性能。

2、民用船領域鋁合金的應用 
  鋁合金民用船的歷史最早可追溯到19世紀80年代,Echer Wyss公司(瑞士)首次制成湖上全鋁汽艇(可容8人)。至此以后,多個國家紛紛制成鋁合金汽艇,但當時鋁合金的耐腐蝕性能差及強度低,因此造船業對鋁合金的應用并未有太大成就。截止20世紀30年代以后,冶金工業的發展才使得造船業領域鋁合金的應用價值被重新認識,當時出現抗蝕性能較好的Al-Mg系合金及6061-T6合金。隨后,英國、美國、日本相繼制成基于Al-Mg系合金的鋁合金船舶。20世紀50年代到60年代,造船業領域對鋁合金的應用進入一個快速發展時期,期間的典型成就包括鋁-TIG焊接技術的發展、5486-H32與5456-H32鋁合金板材的開發(美國)、中國全鋁鉚接結構水翼艇的制成。20世紀70年代到80年代,受到鋁價下調、MIG/TIG隋性氣體保護焊接技術發展及船舶結構輕量化與合理化要求的影響,造船領域對鋁合金的應用進入一個全新的時期,期間共制成數十艘12萬~13萬m3大型鋁合金LNG船。自20世紀80年代以來,各種大中小型鋁合金游艇被制成。 

3、軍事艇領域鋁合金的應用 
  造船學方面認為船舶結構的輕量化便可提高船速、降低操作成本、提高操作靈敏度、延長行程、減少維護?;诖?,鋁合金被廣泛應用到軍事艦艇領域,由此完成突擊或搜救等艱巨任務。自19世紀20年代以來,軍艦領域便開始用到鋁合金材料,其中美國軍艦對鋁合金的應用最為普遍?,F階段,造船廠已擁有制造多種鋁合金艦艇的技術,如快速攻擊艇、輔助性軍事飛艇、巡邏艇及大型高速渡輪等。 

4、工作船領域鋁合金的應用 
  實踐證實,鋁合金工作船具有使用壽命長、維護要求低、行駛速度快等優點,其中鋁合金小型船的使用壽命至少幾十年,且外力對其的腐蝕非常小。針對退役的鋁合金船只,其往往因制造技術落后所致。5000與6000系鋁鎂合金對海洋性氣候的耐蝕性能尤其顯著。 

5、船舶用鋁合金發展前景的展望 
  與其他交通運輸工具相比較,船舶運輸速度最慢。 隨著全球經濟一體化趨勢的加強,船舶的應用范圍更廣及性能要求更高,其中船速的提高是鋁合金船舶改進與發展的必然選擇。若想實現船舶運輸速度的最大化提高,減輕船重與減小水阻力意義重大,若把兩者結合起來,其效果必定更加。目前鋁合金高速船艇的飛速發展便是此論斷最好的證據。針對鋁合金船舶,以液化天然氣(LNG)取代石油是應對石油市場不穩定局勢的必然選擇。液化天然氣是一種液化環境<-162℃的能源,其必須被儲存到耐低溫的金屬容器內,如不銹鋼、鎳鋼 、鋁合金等??紤]到鋁合金具有極佳的耐海水腐蝕性、較好的焊接性能、自重輕等特點,其應用價值明顯較其他金屬材質高出許多。 
  綜上所述,我國擁有超過18000公里的海岸線及1000多條內河航道。若想適應經濟貿易的發展速度,船舶交通運輸業必須盡快發展起來。由前文可知,鋁合金船舶具有比重小、抗腐蝕性能佳、加工成型性能好、焊接性能好、彈性模量小等優點,因此必須采取措施把鋁合金船舶的運行速度提升到一定的高度,由此滿足經貿的發展要求。此外,造船業應與鋁加工工業聯合起來,盡快實現船舶的鋁材化與輕量化,以期鋁合金船舶的生產水平更高及應用效果更好。 

 

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