يمكن تقسيم سبائك الألومنيوم إلى فئتين: إحداها هي سبائك الألومنيوم المشوهة ، والتي تستخدم لمعالجة المنتجات شبه المصنفة مثل الألواح والشرائط والرقائق والأنابيب والبارات والأشكال والأسلاك والمساحيق والمغفنات ؛ والآخر هو سبائك الألومنيوم المصبوب ، والتي تستخدم لإلقاء العديد من المسبوكات والموت.
السابق هو الأكثر استخداما في الهندسة البحرية. نظرًا لأن سبيكة الألومنيوم لها خصائص ذات قوة عالية محددة ، ومقاومة قوية لتآكل مياه البحر ، وقابلية اللحام ، وسهولة المعالجة والتكوين ، وقابلية إعادة التدوير القوية ، وحماية البيئة الجيدة ، وعدم وجود هشاشة في درجة الحرارة المنخفضة ، ولا مغناطيسية ، وعدم وجود شرارات أثناء التصادم المغناطيسي ، يتم استخدامها على نطاق واسع في هندسة بحرية. يمكن للتطبيق أن يقلل بشكل فعال من كتلة السفينة ، وتحسين الاستقرار ، وزيادة السرعة وما إلى ذلك.
لذلك ، أصبحت سبائك الألومنيوم واحدة من المواد الهيكلية الرئيسية للسفن في العديد من البلدان في العالم ، وتستخدم على نطاق واسع في بناء مرافق الساحلية والبحيرات والركيف. نظرًا لمقاومة التآكل العالية للألمنيوم ، لا يلزم رسمها أو الحفاظ عليها ، ويمكن استخدامها لمدة 30 عامًا. حقيقة أن الألومنيوم لا ينتج الشرر عندما يصطدم يجعله مناسبًا بشكل خاص لتصنيع أجزاء السفن والهياكل التي تتلامس مع المواد القابلة للاشتعال والزيت ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من خطر الحريق.
كمية سبيكة الألمنيوم المستخدمة على السفن
في الوقت الحاضر ، فإن كمية الألمنيوم المستخدمة في تصنيع السفن والسفن ليست كثيرًا. بقدر ما يتعلق الأمر بالعالم ، فإن المبلغ في عام 2013 يمثل حوالي 1.1 ٪ من إجمالي استهلاكه. في عام 2012 ، كان الاستهلاك المحلي للألمنيوم المدلفن في اليابان 974.4 كيلو بايت ، وكان استهلاك النقل 159.0 كيلو بايت (139.0kt في صناعة السيارات ، وهو ما يمثل 87.42 ٪ ، وكان الاستهلاك المحلي للألومنيوم المقذوف 784.5 كيلو بايت. كان استهلاك النقل 141.9kt (131.6 في صناعة السيارات). KT ، وهو ما يمثل 92.94 ٪) ، يستهلك هاتين المادتين من الألومنيوم في مجال النقل 17.11 ٪ من إجمالي الاستهلاك ، في حين أن استهلاك صناعة السيارات يحسب 89.93 من مواد النقل ، واستهلاك صناعة الطيران والهندسة البحرية أقل من 10 ٪.
اليابان هي دولة ذات صناعة فضاء متخلفة ، لذلك تشير التقديرات إلى أن استهلاك الهندسة البحرية لن يتجاوز 5 ٪ من الألمنيوم المستخدم في النقل. لقد دخل استهلاك الألمنيوم في اليابان بالفعل مرحلة مستقرة. منذ عام 2004 ، كان الهندسة البحرية واستهلاك السفن يحوم حوالي 20 كيلو طن/أ. من بين مواد الألومنيوم المستخدمة ، تعد الألواح السميكة هي الرئيسية ، حيث تمثل حوالي 88 ٪ ، ويتم استكمال المواد المقذوفة ، ولكن يتم استخدام معظم المواد المقدمة في المرافق الساحلية.
يختلف بنية سبيكة الألمنيوم للسفن الصينية عن هيكل اليابان. اليابان بلد كبير في تصنيع سفن الغاز الطبيعي الغاز الطبيعي المسال. هناك أربعة خزانات LNG ضخمة ملحومة مع ألواح سميكة من سبائك 5083. كمية الأطباق السميكة حوالي 4 كيلو بايت/سفينة. يتم استخدام China Fe-Ni-Mn Steel ، وهو هش في درجة حرارة منخفضة ، في بناء السفن الغاز الطبيعي المسال. في الصين ، يتم استخدام بعض اللوحات السميكة فقط لتصنيع السفن الصغيرة والمتوسطة الحجم. تشير التقديرات إلى أنه في عام 2014 ، كان الألمنيوم المستخدم في صناعة بناء السفن في الصين أقل من 230 كيلو بايت ، أي أقل من إجمالي الاستهلاك الواضح للألمنيوم 1 ٪ من المبلغ.
ومع ذلك ، مع تسارع وزيادة تقدم الصين نحو القوة البحرية ، فإن كمية الألومنيوم المستخدمة في السفن والهندسة البحرية ستزداد بشكل كبير ، لكن متوسط معدل النمو السنوي قبل 2025 لن يتجاوز 7.5 ٪.
تطوير سبيكة الألومنيوم سفينة
بدأ الإنتاج الصناعي للألمنيوم بإنشاء أول مصنع للألمنيوم في العالم ، وهي شركة بيتسبرغ المعدنية في الولايات المتحدة ، في عام 1988. في عام 1891 ، استخدمت صناعة بناء السفن المصنفة التي ينتجها المصنع لتصنيع الأجزاء البحرية لأول مرة. بعد أكثر من 120 عامًا من البحث والتطوير ، يعد تطبيق المواد في السفن والهندسة البحرية أكثر فأكثر ، وأصبحت واحدة من المواد الواعدة في هذه القطاعات.
كانت سبائك الألومنيوم الأولى المستخدمة في بناء السفن من سبائك Al-Cu التي تحتوي على Ni ، تليها سبائك سلسلة 2xxx ، لكن مقاومة التآكل لمياه البحر لم تكن عالية ، والتي حدت من تطبيقها في صناعة بناء السفن.
تم استخدام سبيكة 6061-T6 في ثلاثينيات القرن العشرين وتم بناء الهيكل عن طريق التثبيت. تم لحام سبائك سلسلة 5xxx المقاومة للتآكل في الأربعينيات من القرن الماضي ، وتم تبني تقنية اللحام TIG (Tungsten الخاملة) في الخمسينيات. خلال هذه الفترة ، أحرز تطبيق سبائك الألومنيوم في بناء السفن تقدمًا كبيرًا. في الستينيات من القرن الماضي ، طورت البحرية الأمريكية على التوالي صفائح Al-MG 5086-H32 و 5456-H321 ، 5086-H111 و 5456-H111. بسبب استخدام حالات H116 و H117 ، تم القضاء على هطول الأمطار بين الخلايا AL8MG5. يحل فيلم Mesh Mesh Compound مشاكلهم في تآكل التقشير والتآكل بين الحبيبات ، وهو معالم بارزة وتحقيق كبير في البحث وتطوير سبائك الألومنيوم السفن منذ الستينيات.
بعد ذلك ، نظرًا للحاجة إلى مواد ذات قوة عائد أعلى ، تم استخدام سبائك سلسلة 6xxx على نطاق واسع في بناء السفن. لفترة طويلة ، اختارت أوروبا والولايات المتحدة واليابان ودول أخرى بشكل رئيسي سبائك سلسلة 5xxx وسبائك سلسلة 6xxx. الهيكل مصنوع من سبيكة الألومنيوم ، بينما يفضل الاتحاد السوفيتي سبائك سلسلة 2xxx. قبل الإصلاح والانفتاح ، اتبعت صناعة بناء السفن في الصين بشكل رئيسي الاتحاد السوفيتي. منذ عام 1980 ، اتبعت المزيد من البلدان مثل أوروبا والولايات المتحدة واليابان. بعد عام 2010 ، تم تعزيز الابتكار المستقل تدريجياً. منذ سبعينيات القرن العشرين ، ازدادت الأبحاث حول سبائك سلسلة 7xxx القابلة لحام متوسطة القوة ، وقد تم إحراز بعض التقدم ، الذي تم تطبيقه في بناء السفن.
منذ سبعينيات القرن الماضي ، تم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لترشيد هياكل السفن والحد من الوزن. يتم استخدام عدد كبير من سبائك الألومنيوم في البنية الفوقية وتجهيز أجزاء من السفن الكبيرة. تحقيقًا لهذه الغاية ، تم تطوير العديد من سبائك الألومنيوم والمواد لهذه الحقول خلال هذه الفترة ، بما في ذلك الملفات الشخصية المقدمة للمواصفات الخاصة ، والألواح المبثوقة الكبرى والمسبوكات.