Алюминий 5083-H116
Введение в алюминий 5083-H116
Алюминий 5083-H116 — это наклёпанный (деформационно упрочнённый), не термообрабатываемый алюминиево-магниевый сплав, специально обработанный для повышенной коррозионной стойкости в морской и солёной водной среде. Состояние H116 означает, что сплав был деформационно упрочнён и стабилизирован для повышения прочности, свариваемости и устойчивости к расслаивающейся коррозии (эксфолиации) и коррозионному растрескиванию под напряжением.
Алюминий 5083-H116 широко используется в ЧПУ-обработке морских конструкций, офшорного оборудования, транспортных панелей и оборонных компонентов, где требуются высокая прочность, отличные свойства сварных соединений и долговременная коррозионная стабильность.
Химические, физические и механические свойства алюминия 5083-H116
Химический состав (типичный)
Элемент | Диапазон содержания (мас. %) | Основная роль |
|---|---|---|
Алюминий (Al) | Остальное | Основной металл, обеспечивающий коррозионную стойкость |
Магний (Mg) | 4.0–4.9 | Основной упрочняющий элемент, повышает стойкость к морской воде |
Марганец (Mn) | 0.4–1.0 | Повышает прочность и вязкость |
Хром (Cr) | 0.05–0.25 | Повышает коррозионную стойкость в морской среде |
Кремний (Si) | ≤0.40 | Остаточный элемент |
Железо (Fe) | ≤0.40 | Остаточный элемент |
Медь (Cu) | ≤0.10 | Остаточный элемент |
Цинк (Zn) | ≤0.25 | Остаточный элемент |
Физические свойства
Свойство | Значение (типичное) | Стандарт / условия испытаний |
|---|---|---|
Плотность | 2.66 г/см³ | ASTM B311 |
Температура плавления | 570–640°C | ASTM E299 |
Теплопроводность | 121 Вт/м·K при 25°C | ASTM E1952 |
Электропроводность | 32% IACS при 20°C | ASTM B193 |
Коэффициент теплового расширения | 25.3 µm/m·°C | ASTM E228 |
Удельная теплоёмкость | 900 Дж/кг·K | ASTM E1269 |
Модуль упругости | 70 ГПа | ASTM E111 |
Механические свойства (состояние H116)
Свойство | Значение (типичное) | Стандарт испытаний |
|---|---|---|
Предел прочности при растяжении | 310–350 МПа | ASTM E8/E8M |
Предел текучести (0.2%) | 230–280 МПа | ASTM E8/E8M |
Относительное удлинение | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Твёрдость | 85–95 HB | ASTM E10 |
Усталостная прочность | 110–130 МПа | ASTM E466 |
Ударная вязкость | Отличная | ASTM E23 |
Ключевые характеристики алюминия 5083-H116
Коррозионная стойкость морского класса: Специально обработан для превосходной работы в солёной воде и рассолах. Устойчив к питтингу, коррозионному растрескиванию под напряжением и расслаивающейся (эксфолиационной) коррозии.
Повышенная прочность в стабилизированном состоянии: Обеспечивает более высокий предел текучести по сравнению с 5083-O или H321 при сохранении пластичности и формуемости — идеально для толстолистовых морских деталей и силовых рам.
Отличная свариваемость без трещин после сварки: Сварные соединения сохраняют более 90% прочности основного металла, особенно при использовании присадочной проволоки 5356 в процессах MIG/TIG.
Хорошая размерная стабильность: Состояние H116 предотвращает коробление при ЧПУ-обработке, особенно на больших плоских панелях и конструкционных деталях.
Не термообрабатываемый сплав: Механическая прочность повышается за счёт деформационного упрочнения, а не термической обработки. Свойства остаются стабильными даже при длительной эксплуатации.
Проблемы и решения при ЧПУ-обработке алюминия 5083-H116
Проблемы обработки
Наклёп: Агрессивные проходы или плохой вывод стружки могут вызывать повышенный износ инструмента.
Нарост на режущей кромке (BUE): Налипание материала может снижать качество поверхности и стойкость инструмента.
Крупногабаритные детали: Часто применяется в больших листах/плитах, требующих точной оснастки и ЧПУ-станков с высоким крутящим моментом.
Оптимизированные стратегии обработки
Выбор инструмента
Параметр | Рекомендация | Обоснование |
|---|---|---|
Материал инструмента | Твердосплавный инструмент с покрытием TiAlN или алмазно-полированный | Снижает трение и устойчив к задиру |
Геометрия | Большой передний угол, высокоточная канавка | Способствует выходу стружки и сохранению качества поверхности |
Скорость резания | 200–350 м/мин | Балансирует температуру и стойкость инструмента |
Подача | 0.10–0.25 мм/об | Сохраняет жёсткие допуски и предотвращает вибрации |
Охлаждение | Поток или высоконапорный туман (≥30 бар) | Отводит тепло и минимизирует налипание на инструмент |
Режимы резания алюминия 5083-H116 (соответствие ISO 513)
Операция | Скорость (м/мин) | Подача (мм/об) | Глубина резания (мм) | Давление СОЖ (бар) |
|---|---|---|---|---|
Черновая обработка | 200–280 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 30–40 (поток) |
Чистовая обработка | 280–350 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 40–60 (поток/туман) |
Поверхностная обработка ЧПУ-деталей из алюминия 5083-H116
Анодирование: Совместимо как с типом II, так и с твёрдым анодированием; добавляет до 50 µm защиты для морских деталей.
Порошковая окраска: Обеспечивает >1000 часов стойкости в соляном тумане (ASTM B117) при толщине покрытия 60–100 µm.
Электрополировка: Повышает коррозионную стойкость на сложных геометриях и во внутренних каналах.
Пассивация: Обеспечивает чистые поверхности для последующего покрытия или эксплуатации без покрытия.
Шлифование щётками: Формирует шероховатость Ra 1.0–1.6 µm, подходящую для антибликовых морских или конструкционных панелей.
Покрытие Alodine: Повышает коррозионную стойкость без ухудшения электрической непрерывности. Полезно для электрических корпусов и клемм.
УФ-покрытие: Добавляет устойчивость к царапинам и долгосрочную прозрачность для открытых поверхностей.
Лакировка: Предотвращает окисление и улучшает внешний вид в премиальных оборонных и морских деталях.
Отраслевые применения алюминия 5083-H116
Морская отрасль: Корпуса судов, офшорные платформы и подводные корпуса/кожухи, требующие конструкционной прочности и стойкости к коррозии в солёной воде.
Оборона: Броневые плиты, крепления радаров и опорные рамы для морских и тактических условий.
Нефть и газ: Фланцы труб, хомуты райзеров и подводные компоненты, работающие в агрессивных средах.
Автомобильная промышленность (спецтехника): Цистерны-прицепы, бронированные автомобили и корпуса батарей, где критичны масса и коррозионная стойкость.
Промышленное оборудование: ЧПУ-обработанные несущие кронштейны, конвейеры и технологические корпуса, эксплуатируемые в коррозионно-активных промышленных атмосферах.
Изучить связанные блоги
