5052 Anneau forgé en aluminium de grand diamètre

La bague forgée en alliage en aluminium de grand diamètre 5052 est un alliage d'aluminium-magnésium en aluminium-magnésium (série Al-MG), connu pour son excellente résistance à la corrosion (en particulier dans les environnements marins et industriels), une forte résistance, une forte résistance, une forte résistance modérée {{6. strength/endurance limit. Through precise forging, particularly for large diameter rings, its internal microstructure is optimized, with grain flow aligned along the ring's geometry, making this material an ideal choice for applications requiring high corrosion resistance, formability, weldability, moderate strength, and performance in large structural components, such as marine parts, pressure vessels, electronic equipment enclosures, and storage Tanks .

Éléments d'alliage primaire:

Magnésium (mg): 2.2-2.8% (élément de renforcement primaire, fournit une force et une bonne soudabilité)

Chrome (CR): 0.15-0.35% (inhibe la recristallisation, améliore la résistance à la corrosion des contraintes, affine le grain)

Matériau de base:

Aluminium (AL): équilibre

Impuretés contrôlées:

Fer (Fe): 0,40% max

Silicon (Si): 0,25% max

Cuivre (Cu): 0,10% max

Manganèse (MN): 0,10% max

Zinc (Zn): 0,10% max

Autres éléments: 0,05% max chacun, 0,15% maximum

Processus de forge premium (pour les anneaux de grand diamètre): La production d'anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre 5052, malgré leur résistance relativement inférieure, exige également un contrôle précis du processus de forgeage pour garantir la qualité interne, l'écoulement des grains et la stabilité dimensionnelle:

Préparation de la fonte:

Aluminium primaire de haute pureté (99,7% minimum)

Contrôle précis de la teneur en alliage des éléments, en particulier le magnésium et le chrome, avec une tolérance de ± 0,03%

Les traitements avancés de filtration et de dégazage (e . g ., SPARGING INERT, SNIF, dégmagement sous vide) Assurent la propreté ultra-élevée, minimisant les inclusions

Affinement des grains (généralement avec alliage maître al-Ti-B) pour obtenir une structure uniforme et fine telle que castée

Systèmes de coulée de refroidissement direct spécialement conçus (DC) pour produire des lingots de grande taille avec une qualité interne élevée .

Homogénéisation:

Homogénéisation en plusieurs étapes à 400-430 degré pour 10-24} (selon la taille du lingot)

Contrôle de la température uniforme: ± 3 degrés, assurant une distribution uniforme des éléments d'alliage, l'élimination de la macro-ségrégation et une ductilité améliorée .

Préparation des billettes:

Conditionnement de surface de lingot (scalping ou fraisage) pour éliminer les défauts de surface .

100% d'inspection à ultrasons pour assurer la faille interne (conforme à la classe A1 AMS 2630 ou ASTM E2375 niveau 2) .

Préchauffage: 350-380 degré, avec un contrôle précis de l'uniformité de la température pour assurer la ductilité avant la déformation .

Séquence de forgeage (redoutables anneaux de diamètre):

Bouleversant: plusieurs étapes bouleversantes des gros lingots au 350-380 degré pour décomposer la structure telle que castée et former une préforme de crêpe ou de disque .

Piercing: Création d'un trou central sur les grandes presses hydrauliques à l'aide de matrices ou de mandrins, formant progressivement le trou annulaire et compressant la paroi de l'anneau, affinant davantage les grains .

Le roulement de la bague: le processus de roulement de cycle critique sur les machines de roulement des anneaux de grand diamètre . grâce à la réduction axiale et radiale, le flux de grains est très aligné circonférentiellement le long de l'anneau, éliminant les vides internes et la porosité, l'amélioration de la densité et les propriétés circonférentielles .} Rolling est généralement effectuée}

Température de forge: 320-370 degré (contrôlé avec précision) pour éviter une croissance et une fissuration excessives des grains .

Pression de forgeage: des milliers à des dizaines de milliers de tonnes utilisant de grandes presses hydrauliques et des machines à rouler des anneaux pour assurer une déformation suffisante de gros billettes .

Ratio de réduction minimum: 3: 1 à 5: 1, assurant une structure interne dense et uniforme, l'élimination complète de la structure castée et la formation d'un flux de grains optimisé .

Recuit (facultatif):

Si un traitement supplémentaire est requis ou si une sensibilité au stress résiduel est une préoccupation, le recuit (O Temper) peut être effectué après avoir forgé pour réduire la dureté et améliorer la ductilité .

Traitements de durcissement et de stabilisation des travaux ultérieurs (pour former H Tempers):

H32: La tension durcie à un quart de caractère dur, obtenu par un travail à froid contrôlé .

H34: la tension durcie à un demi-caractère dur, une dureté plus élevée que H 32.

H321: tempérament H32 stabilisé, offrant une excellente résistance à la corrosion des contraintes (bien que 5052 lui-même ait une faible sensibilité au SCC) .

H112: aplati uniquement après le forgeage, conservant l'état tel que forgé, adapté à un traitement avant l'usinage .

Toutes les étapes de production sont soumises à un contrôle de qualité rigoureux, à des tests non destructeurs et à la gestion de la traçabilité, en particulier pour le contrôle de la qualité interne des anneaux de grand diamètre .

Répartition des biens:

Radial Vs . Propriétés tangentielles: les anneaux forgés de grand diamètre, à travers le roulement de la bague, ont un flux de grains très aligné circonférentiellement le long de l'anneau, offrant une excellente résistance tangentielle, une résistance à la fatigue et une résistance à la fracture . Les propriétés radiales et axiales peuvent être légèrement inférieures, mais la différence est contrôlée .

Effet d'épaisseur de paroi sur les propriétés: La résistance de l'alliage 5052 est relativement moins sensible à l'épaisseur de la paroi, mais dans les anneaux à parois épaisses de grand diamètre, le processus de forgeage assure l'uniformité des propriétés du noyau et de la surface .

Variation de dureté du cœur à la surface: moins de 5 Hb .

Stress résiduel: le tempérament H112 conserve une certaine contrainte résiduelle de la forge . H321 Le tempérament réduit considérablement le stress résiduel par le traitement de la stabilisation et améliore la résistance à la corrosion du stress .

Performance de fatigue: le flux de grains optimisé et la microstructure dense formée par le processus de forgeage améliorent considérablement la durée de vie de la fatigue du matériau et la résistance à la propagation des fissures de fatigue, qui est particulièrement critique dans les grandes composants structurels .

Caractéristiques microstructurales clés:

Structure des grains:

Structure mixte uniforme et uniforme des grains recristallisés et des grains non recrit allongés alignés tangentiellement .

Flux de grains hautement adapté à la géométrie de l'anneau, uniformément distribué tangentiellement, maximisant les performances du matériau .

Les dispersoïdes fins formés par le chrome (CR) inhibent efficacement la croissance des grains et la recristallisation, en maintenant le raffinement des grains .

ASTM Grain Taille 7-10 (32-11 μm), ou des grains plus fins .

Distribution précipitée:

Mg₂al₃ Phase: fin et uniformément dispersée, agissant comme la phase de renforcement primaire, mais avec une quantité et une tendance de précipitation plus faibles par rapport à l'alliage 5083, donc un risque de sensibilisation plus faible à des températures élevées .

Les précipités des limites des grains sont efficacement contrôlées pour assurer une excellente résistance à la corrosion .

De petites quantités de composés intermétalliques primaires formés par des impuretés comme Fe et Si sont effectivement décomposés et dispersés, avec une taille et une quantité contrôlées .

Développement de la texture:

Le processus de forgeage crée une texture spécifique bénéfique pour les propriétés tangentielles, l'optimisation de la résistance, de la ténacité et de la résistance à la fatigue .

Caractéristiques spéciales:

La propreté métallurgique de haute qualité, minimisant les défauts d'inclusion non métalliques par le biais de technologies avancées de fusion et de coulée .

Formulaires disponibles standard:

Anneaux forgés: diamètre extérieur jusqu'à 4000 mm +, épaisseur de paroi jusqu'à 600 mm +.

Dimensions et géométries personnalisées disponibles en fonction des dessins et des exigences des clients, offrant diverses conditions des blancs à forger à des états usinés rugueux ou finis .

Disponible dans divers tempéraments durcis par le travail, tels que O, H112, H32, H34, H 321.

Conseils de sélection de température:

O: Lorsque des opérations de formage à froid complexes sont nécessaires pour les anneaux de grand diamètre, ou comme état initial pour le traitement ultérieur .

H112: Lors de l'utilisation de la microstructure et des propriétés telles que forgées, et un traitement ultérieur est requis .

H32 / H34: Lorsque une résistance accrue est souhaitée en travaillant à froid, tout en maintenant un degré de formabilité .

H321: Lorsque une résistance à la corrosion plus élevée est nécessaire et que la réduction supplémentaire du stress résiduel est bénéfique .

Guidage de fabrication:

Évaluation de machinabilité: 85% (1100 aluminium=100%), bonne machinabilité, supérieure à 5083, 2xxx et alliages 7xxx, mais inférieur aux alliages de la série 6xxx .

Formation de puces: les puces ont tendance à enrouler autour des outils, nécessitent de bons disjoncteurs et un liquide de refroidissement à haut débit .

Liquide de refroidissement: fluide de coupe soluble dans l'eau (8-12% concentration), refroidissement à débit élevé .

Usure d'outil: Low, Long Tool Life .

Soudabilité: Excellent avec le soudage TIG et MIG, l'un des meilleurs alliages d'aluminium soudables, avec une résistance à la soudure élevée, adaptée à l'assemblage de grandes structures complexes; En règle générale, aucun traitement thermique post-affaire n'est nécessaire .

Cold Working: Excellente formabilité en O Temper, bon dans H32 / H34 Tempers .

Travail chaud: plage de température recommandée 300-370 degré, avec un contrôle strict sur la quantité et le taux de déformation .

Corrosion du stress Cracking: 5052 L'alliage lui-même n'est pas sensible au SCC; H321 Le tempérament améliore encore la résistance SCC .

Propriétés cryogéniques: la résistance et la ténacité sont bien entretenues dans des environnements extrêmement à faible température .

Options de protection de surface:

Anodisation:

Type II (sulfurique): 10-25 μm épaisseur, offre une protection et une esthétique supplémentaires .

Type III (dur): 25-75 μm Épaisseur, augmente la résistance à l'usure et la dureté (bien que les effets puissent être moins prononcés que sur des alliages plus durs) .

Revêtements de conversion:

Revêtements de conversion de chromate (mil-dtl -5541): excellente base pour les peintures ou les adhésifs .

Alternatives sans chrome: conforme à l'environnement .

Systèmes de peinture:

Primer Epoxy + Topcoat en polyuréthane: offre une excellente protection à long terme, en particulier pour les applications marines et offshore .

Considérations de conception:

Plage de température de fonctionnement: -200 degré à +80 degré (utilisation à long terme supérieure à 80 degrés réduira progressivement la résistance) .

Performance cryogénique: La force et la ténacité sont bien entretenues dans des environnements extrêmement à faible température, ce qui en fait un excellent matériau structurel cryogénique .

Propriétés magnétiques: non magnétique .

Recyclabilité: 100% recyclable avec une valeur de ferraille élevée .

FORMABILITÉ: Excellente formabilité à la forme de OS, bon dans H32 / H34 Tempers .

Stabilité dimensionnelle: bonne stabilité dimensionnelle après un traitement de forge et de stabilisation .

Rapport de force / poids: avantage significatif dans les grandes composants structurels nécessitant une bonne résistance à la corrosion, une soudabilité, une formabilité et une résistance modérée .

Procédures de test standard:

Composition chimique:

Spectroscopie d'émission optique

Analyse de fluorescence aux rayons X

Vérification de tous les principaux éléments et contenu d'impuretés

Test mécanique:

Tests de traction (radial, tangentiel, axial, en particulier pour les anneaux à parois épaisses, échantillons nécessaires à différentes profondeurs)

Test de dureté (Brinell, plusieurs emplacements)

Tests de fatigue (selon les besoins)

Tests non destructifs:

Inspection à ultrasons (100% volumétrique, en particulier pour la qualité interne des pièces forgées à parois épaisses de grand diamètre, conformes aux AMS 2630 classe A1 / AA ou ASTM E2375 niveau 2)

Test de courant de Foucault (défauts de surface et près de la surface)

Inspection pénétrante (défauts de surface)

Analyse microstructurale:

Détermination de la taille des grains

Précipiter et évaluation des composés intermétalliques

Vérification du modèle d'écoulement des grains

Évaluation des diplômes de recristallisation

Inspection dimensionnelle:

CMM (coordonnée Machine de mesure)

Diamètre extérieur, diamètre intérieur, épaisseur de paroi, hauteur, planéité, concentricité, etc. ., avec un contrôle dimensionnel géométrique complet pour les grands anneaux .

Certifications standard:

Rapport de test de l'usine (en 10204 3.1 ou 3.2)

Certification d'analyse chimique

Certification des propriétés mécaniques

Certification de traitement thermique / forge

Certification de tests non destructifs

Conformance à ASTM B247 (Forgings), GB / T 3880 (standard chinois), en aw -5052, et d'autres normes de l'industrie .

Applications primaires:

Industrie marine:

Composants structurels du navire et du yacht (terrasses, cloisons, tuyauterie d'eau de mer, réservoirs, anneaux de support des composants)

Composants structurels non chargés pour les plates-formes offshore

Navires sous pression et réservoirs de stockage:

Coquilles, têtes et anneaux de bride pour les réservoirs de stockage et navires à basse à moyenne

Châssis et enceintes électroniques de l'équipement, dissipateurs de chaleur

Transport:

Réservoirs de carburant automobile et camion, réservoirs à gaz

Composants structurels sans chargement pour les véhicules ferroviaires

Construction et décoration:

Murs à rideaux architecturaux, éléments décoratifs, anneaux de soutien structurel

Industrie générale:

Diverses structures annulaires à usage général nécessitant une bonne formabilité, une résistance à la corrosion et une résistance modérée

Concevoir des avantages:

Excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements marins et industriels .

Soudabilité supérieure, avec une forte résistance à la soudure et une bonne ductilité, adaptées à l'assemblage de grandes structures complexes .

Excellente formabilité et machinabilité du froid, facile à fabriquer .

Le processus de forge optimise le flux de grains et la qualité interne, améliorant la résistance à la fatigue .

Bonne force et ténacité modérées, suffisantes pour la plupart des exigences structurelles générales .

Effectif: par rapport aux alliages à haute résistance, 5052 offre un avantage des coûts tout en garantissant de bonnes performances .

Léger, contribuant aux économies d'énergie et à la réduction des émissions .

Limitations de conception:

Force inférieure que 5083, 6xxx et 7xxx alliages haute résistance de série; pas adapté aux applications nécessitant une capacité de chargement extrêmement élevée .

Ne peut pas être renforcé par le traitement thermique; La force ne peut être augmentée que par le travail à froid (H Tempers) .

Une utilisation à long terme à des températures supérieures à 80 degrés réduira progressivement la résistance .

Considérations économiques:

Les coûts de matériaux et de traitement plus compétitifs par rapport aux alliages d'aluminium à haute résistance .

Une excellente résistance à la corrosion réduit les besoins de maintenance et de remplacement à long terme, réduisant les coûts totaux du cycle de vie .

Une bonne soudabilité et une bonne formabilité réduisent la difficulté de fabrication et le coût des grandes structures complexes .

Aspects de durabilité:

Taux de recyclage des ressources à 100% recyclables, conformes aux concepts de fabrication verts .

La consommation d'énergie et les émissions de carbone dans les processus de production en aluminium sont optimisées en continu .

Longue durée de vie du produit et haute fiabilité réduisent la production de déchets .

Conseils de sélection des matériaux:

Choisissez 5052 anneaux forgés de grand diamètre lorsque une bonne résistance à la corrosion (en particulier à l'eau de mer), une excellente soudabilité, une formabilité supérieure et une résistance modérée sont simultanées pour les grandes structures annulaires .

Convient aux applications sensibles aux coûts qui ne nécessitent pas de force extrême, telles que les navires marins, les réservoirs de stockage et les enclos d'équipement électronique .

Pour les applications nécessitant une résistance plus élevée avec une excellente résistance à la corrosion, l'alliage 5083 peut être considéré .

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