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新闻中心

    铝在舰船中的应用

    发布时间:2017-7-15 13:27:47 点击量:0

    1981年,瑞士一家造船厂用铝板建造了世界首艘铝合金小船,此时,铝的工业化生产才刚刚3年,虽然铝的价格比3年前降了许多,但还是相当高昂,约为钢板的18倍。倏忽125年过去,铝已在造船产业获得了较多的应用,尽管在造船用材中,按质量比,铝的用量还不到总量的1%。

      
      由于铝的密度低,仅为钢的1/3;资源丰富;价格适中;可成型与加工性能好;强度也不低;又无磁性;可焊性也不错,特别是有优秀的摩擦搅拌焊接(FSW)性能;抗蚀性强;无低温脆性,其强度与塑性(伸长率、压缩率、韧性)均随着温度的降低而均衡地上升,可在负200℃以下或更低的温度下工作;高温性能尚可,但不能在180℃以上长期工作;可回收性强,在现行应用的结构金属材料中是再生回收率最高的;等等。
      
      一般军用、巡逻缉私、缉毒、稽查艇净质量约占总质量的40%,要想减轻艇体质量,选择铝材是当前的最佳选择。在与钢材等强度时,铝合金结构的质量约为低碳钢的35%~52%,在与钢等刚度时,铝结构的质量约为钢的50%。由此可见,为减轻船的质量,铝材是制造船体、上层建筑及其他仓面器具的首选材料,尤其是制造滑行艇、水翼艇、气垫船、冲翼艇的最佳材料。因为它们的质量对航速尤为敏感,也就是说减轻船体质量对提高航速极为有效。
      
      为了改善客船旅客居住条件,必须扩大居住面积,增加上层建筑,由此船的稳定性可能下降。不过加宽船的宽度可以提高船的稳定性,但航速会下降,采用铝合金制造上层建筑能有效地化解此矛盾,即在保持足够的稳定性前提下,扩大上层建筑,达到改善居住条件的目的。
      
      采用铝材制造货船的船体及上层建筑可以提高载货量或提高航速,从而降低运输成本。由于铝材的无磁性使它成为制造扫雷艇与特种用途船舰与装置的上乘材料。
      
      由于铝材是一种良好的低温材料,使它成为制造液化天然气(LNG)船贮罐、极地作业考察船的良好材料。
      
      铝材在船舰上的三类应用
      
      通常,将铝材在舰船上的应用分为三类:
      
      一类结构
      
      所谓一类结构是指以强度为主要因素的受力结构件,如船体、大型舰船甲板室、舰船舰桥、导弹发射筒、电磁炮轨道等。电磁炮已装上了美国于2013年10月下水的世界上最大航空母舰“福特舰”,其发射轨道为铝合金结构,试射炮也是用铝合金制的。铝弹在电磁炮中受到>
      
      10680KJ能量推动下以7Ma(马赫)的速度飞出轨道,在全球卫星定位系统制导下击中360km以外陆上目标。
      
      二类结构
      
      这类结构是指非受力构件或受力较小的构件,如各种栖装件、油箱、水箱、储藏柜,铝质水密门、窗、盖(船用普通矩形窗、船用弦窗、小快艇铝窗、铝天窗、铝百叶窗、各种舱口盖、矩形提窗、移动式铝门、船用风雨密单扇铝门、舱室空腹门、各类梯与跳板、乘客与驾驶座椅及沙发等),卫生设施、管道、通风、挡风板、支架、流线型罩壳和手把等。它们多是用6063、6082、3003等合金材料制造的。
      
      三类结构
      
      这类结构主要用的是功能材料,用于制造仓室内部装饰件与绝热、隔声材料。铝及铝合金有良好的阳极氧化着色性能,经此种处理后有亮丽的外观与相当强的抗腐蚀性能。除用各种热处理不可强化铝合金材料外,铝-塑(铝-聚乙稀,Al-PE)复合板与泡沫铝材也获得了较多的应用,泡沫铝板是潜艇发动机室的良好隔声材料。复合板的芯层为塑料层,两侧或单侧为薄的1100或3003合金,厚0.1~0.3mm的铝合金。铝板表面可进行防腐处理、轧花、涂装、印刷等深加工,其特点是质量轻,有适当的刚性,更好的减振隔声效果。日本海事协会及其他国家的造船部门等已批准作为船舶舰艇内部装饰板材,也可以作为门窗等材料。过去使用的玻璃钢和木材之类材料均可以改用这类材料。
      
      铝合金在舰艇上已获得广泛的应用
      
      从上世纪20年代起,铝合金在舰艇上获得了更加广泛的应用,在建造航空母舰、巡洋舰、护卫舰、导弹驱逐舰、潜艇、快艇、炮艇、登陆艇等时应用铝合金的实例很多。
      
      1926年,美国开始在军舰上最大量应用铝合金,因为华盛顿海军条例对舰艇排水量作了严格限制。当时有2艘巡舰要改装成航空母舰,为了排水量不超过条例规定,决定多用些铝制造非结构件以减轻质量,例如通风系统、舱壁、飞行甲板栅栏、机坪等都是铝合金的。
      
      航空母舰铝合金在应用
      
      航母是个庞然大物,体积巨大,建造精良,是一个机动性很强的作战平台,对减轻结构质量等具有极其迫切的需要,因此控制航母结构的质量非常重要,其中包控制航母各种装置,特别是上层建筑的质量,对改善航母的战术性能至关重要。
      
      凡排水量50kt以上航母铝合金材料用量为500t~1000t。例如,美国“独立”号(CVA62)航母用了1019t铝材,“企业”号核动力航母(CVA65)用了450t铝材,法国“福熙”号(R99)及“克里蒙梭”号(R98)航母用了1000多t铝材。铝材在航母上的应用对减轻其结构质量,提高稳定性、适航性与其他性能等都具有重要意义。
      
      中国首艘航母“辽宁”号于2012年9月25日正式交予中国人民解放军海军,主要用于科研研、实验及训练。
      
      “辽宁舰”飞行甲板以下有10余层,3000多个舱室,进入到第三层,感觉像迷宫一般,到处都是通道、舱室,舰内通道总长度达数10km。“辽宁”号航母是中国梦想之舰,承载着民族振兴梦想与成为海洋大国的梦想。美国在役的航母有10艘,中国在2025年以前拥有五六艘也不算多。
      
      舰长,m304.5
      
      吃水线长,m270
      
      舷宽,m75
      
      吃水深,m10.5
      
      标准排水量,t55000
      
      满载排水量,t67500
      
      航速,km29
      
      “辽宁”号航母的铝材用量估计约650t,合金多为5052与6063。美国早在1933年就用5052合金制造航母、驱逐舰、巡洋舰等的桥楼、甲板舱室、飞机发射架、升降舵、桅杆等。

     

     

    大连东轻金属材料有限公司隶属东轻金属集团,东轻金属集团成立于2001年,下属三个金属材料贸易公司:哈尔滨东轻金属材料加工有限公司,以军工铝材为主;大连东轻金属材料有限公司,以船用铝材和汽车用铝材为主;杭州军航金属材料有限公司,以金属深加工为主。

        大连东轻金属材料有限公司成立于2010年3月,自成立以来,一直致力于为国内外造船厂、汽车配件制造厂提供全方位铝合金材料供应,目前是国内首屈一指,北方最大的船用铝材库存供应商。我司大量常备极具价格优势的CCS、DNV、ABS、NK等船级社认证的船用铝板和汽车用各系铝板、铝卷、铝型材、带筋板、钢铝接头、铝焊丝等现货。

        大连东轻金属材料有限公司以优质的产品、用心的服务博得了众多企业的信任与青睐,目前国内客户超过500家,国际客户超过30个国家和地区。本公司愿意用专业、细致、周到的服务,为您的发展提供强力支持。

        主营产品:

        5083H116/H321船用铝板(CCS、DNV、ABS、NK认证);

        船用铝型材、带筋板、钢铝接头、铝焊丝、球扁铝等;

        5083、5182、5754、5052H111/H112轨道列车专用铝板;

        铝合金卷、板、带、箔、管、棒、型、线、粉材、锻件等;

        6061、6063、6082、7075、7050、2024等国产及进口预拉伸板;

        根据客户需求提供技术支持,为客户提供冲孔、切块、折弯、剪切等加工;

        公司网址:www.dldongqing.com  www.allstock.cn 

         联系电话:0411-87541197  18040112635

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