Thành phần hóa học và thông số cơ bản
Hợp kim 5052 và hợp kim 5083 đều thuộc dòng 5xxx, họ magie-nhôm-không xử lý được nhiệt- và cả hai đều được tăng cường bằng dung dịch rắn và làm cứng bằng biến dạng. Sự khác biệt chính là hàm lượng magiê và biến số duy nhất đó tạo ra gần như mọi sự khác biệt khác giữa hai loại.
| Yếu tố | 5052 (phần trăm khối lượng) | 5083 (phần trăm khối lượng) |
|---|---|---|
| Magie | 2,2 đến 2,8 | 4,0 đến 4,9 |
| Mangan | tối đa 0,10 | 0,40 đến 1,00 |
| crom | 0,15 đến 0,35 | 0,05 đến 0,25 |
| Sắt | tối đa 0,40 | tối đa 0,40 |
| Silicon | tối đa 0,25 | tối đa 0,40 |
| đồng | tối đa 0,10 | tối đa 0,10 |
| kẽm | tối đa 0,10 | tối đa 0,25 |
| Titan | Không được chỉ định | tối đa 0,15 |
| Nhôm | còn lại | còn lại |
Bởi vì magie là chất tăng cường dung dịch rắn-chính trong dòng này nên hàm lượng magie 5083 cao hơn rõ ràng tạo ra độ bền cao hơn và khả năng chống lại sự tấn công của nước biển tốt hơn. Việc bổ sung mangan và crom trong cả hai loại đều kiểm soát cấu trúc hạt và giảm khả năng bị nứt ăn mòn do ứng suất.
Tính chất cơ học và nhiệt độ
Cả hai hợp kim đều không phản ứng với quá trình làm cứng kết tủa, do đó các đặc tính được phát triển thông qua quá trình làm cứng biến dạng và ổn định nhiệt độ. Các điều kiện cung cấp phổ biến là H32 cho 5052 và H321 hoặc H116 cho 5083.
| Thuộc tính, giá trị tiêu biểu | 5052-H32 | 5083-H321 |
|---|---|---|
| Độ bền kéo | Khoảng 230 MPa | Khoảng 317 MPa |
| Sức mạnh năng suất, bù 0,2 phần trăm | Khoảng 195 MPa | Khoảng 228 MPa |
| Độ giãn dài | Khoảng 12 phần trăm | Khoảng 12 phần trăm |
| Tỉ trọng | Khoảng 2,68 gram trên mỗi cm khối | Khoảng 2,66 gram trên mỗi cm khối |
| Độ cứng điển hình | Vừa phải | Cao hơn |
Hậu quả thực tế là 5083 mạnh hơn khoảng 1/3 so với 5052 ở thước đo tương đương, cho phép các phần mỏng hơn có cùng tải trọng. Các phần mỏng hơn giúp giảm trọng lượng nhưng giảm độ cứng, do đó, các quyết định thay thế phải xem xét độ võng và oằn chứ không chỉ độ bền.
Khả năng định hình, khả năng hàn và hành vi ăn mòn
Khả năng định hình là nơi 5052 thắng rõ ràng. Hàm lượng magiê thấp hơn và độ bền thấp hơn mang lại cho nó khả năng bán kính uốn cong nhỏ hơn và khả năng đáp ứng kéo sâu tốt hơn, do đó, giá đỡ uốn cong, vỏ, thùng nhiên liệu và tấm định hình thường được chỉ định trong 5052. Hợp kim 5083 cứng hơn, ít dẻo hơn và dễ bị nứt hơn ở bán kính uốn cong chặt và nó thường được sử dụng ở những nơi có tải trọng thay vì ở những nơi cần tạo hình phức tạp.
Cả hai hợp kim đều dễ dàng được hàn nóng chảy và phổ biến để chế tạo hàn. 5083 là lựa chọn mạnh mẽ hơn cho các kết cấu hàn vì vùng hàn giữ được tỷ lệ độ bền kim loại gốc cao hơn. Các kim loại điền đầy thuộc nhóm nhôm-magiê, chẳng hạn như ER5183 và ER5356, thường được sử dụng để phù hợp với độ bền và đặc tính ăn mòn. Các cụm 5xxx được hàn phải tránh cung cấp nhiệt quá mức, điều này có thể làm nhạy cảm vật liệu dọc theo vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt-của mối hàn.
Khả năng chống ăn mòn là tuyệt vời ở cả hai cấp độ trong môi trường biển và công nghiệp. Hợp kim 5083 vẫn giữ được lợi thế có thể đo lường được trong dịch vụ giàu clorua,-liên tục ướt. Một hạn chế áp dụng cụ thể cho 5083: việc tiếp xúc kéo dài trên khoảng 65 độ C có thể kết tủa pha magie ranh giới-của hạt và làm tăng khả năng bị nứt do ăn mòn do ứng suất, do đó, dịch vụ ở nhiệt độ cao-cần có cấp độ ổn định hoặc hợp kim hoàn toàn khác.
Điểm tương đương theo tiêu chuẩn
| Hệ thống tiêu chuẩn | 5052 tương đương | 5083 tương đương |
|---|---|---|
| ký hiệu ISO | AlMg2,5 | AlMg4,5Mn0,7 |
| EN, Tiêu chuẩn Châu Âu | EN AW-5052 | EN AW-5083 |
| Hiệp hội ASTM và Nhôm | 5052 | 5083 |
| UNS, Bắc Mỹ | A95052 | A95083 |
| JIS, Nhật Bản | A5052 | A5083 |
| GB, Trung Quốc | 5052 | 5083 |
| Ký hiệu DIN cũ hơn | AlMg2,5 | AlMg4,5Mn |
Các loại này về cơ bản mô tả các hợp kim giống nhau, được xác định bởi thành phần hóa học và tính chất cơ học tương đương. Những khác biệt nhỏ vẫn có thể tồn tại trong chỉ định nhiệt độ, dung sai và giới hạn tạp chất cho phép, do đó, đơn đặt hàng phải luôn trích dẫn tiêu chuẩn hoặc cấp quốc gia cụ thể cần thiết cho việc tuân thủ hoặc chứng từ xuất khẩu.
Khi lựa chọn thứ ba hữu ích, hợp kim 5754 nằm giữa hai loại, mang lại khả năng chống ăn mòn và khả năng định hình tốt hơn 5052 với độ bền gần bằng nó và nó được chấp nhận rộng rãi trong các ứng dụng kết cấu và vận tải ở Châu Âu.
Hướng dẫn lựa chọn cho người mua
Thùng nhiên liệu, vỏ hình thành, trang trí anodized và tấm kim loại chung: 5052
Đóng tàu, công trình ngoài khơi, bình áp lực, thân phương tiện đường sắt và thiết bị mỏ: 5083
Bể chứa và kết cấu vận chuyển ở Châu Âu: 5754 thường được chỉ định
Nhiệt độ sử dụng trên khoảng 65 độ C: tránh 5083 và xác nhận cấp ổn định phù hợp
Những khúc cua phức tạp và bán kính hẹp: ưu tiên 5052 hoặc tăng bán kính uốn cong khi bắt buộc phải có 5083
Trọng lượng-cấu trúc hàn quan trọng: 5083 cho phép tấm mỏng hơn có độ bền tương đương
Hai điểm thương mại đáng được quan tâm. Hợp kim 5083 có giá cao hơn 5052, do đó, việc chỉ định nó mà không có lý do biện minh về độ bền hoặc ăn mòn hàng hải sẽ làm tăng thêm chi phí mà không mang lại lợi ích. Theo hướng khác, việc thay thế 5052 bằng 5083 trong ứng dụng kết cấu có thể làm giảm giới hạn an toàn và buộc phải thiết kế lại sau khi bản vẽ được chế tạo.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Sự khác biệt chính giữa 5052 và 5083 là gì?
Hợp kim 5083 chứa lượng magiê gần gấp đôi so với 5052, giúp nó bền hơn và chống ăn mòn tốt hơn trong nước biển, trong khi 5052 dễ tạo hình hơn, dễ uốn cong hơn và ít tốn kém hơn.
Hỏi: 5083 có tương đương với 5052 không?
Chúng có liên quan nhưng không thể thay thế cho nhau. Cả hai đều là hợp kim nhôm{1}}magiê có khả năng hàn tốt, tuy nhiên khoảng cách về độ bền và khả năng tạo hình đủ lớn để việc thay thế làm thay đổi biên độ thiết kế.
Hỏi: Hợp kim nào tốt hơn cho việc sử dụng hàng hải?
Hợp kim 5083 là loại hợp kim hàng hải tiêu chuẩn cho thân tàu, sàn và cấu trúc thượng tầng vì độ bền cao hơn và khả năng chống lại sự tấn công của clorua vượt trội. Hợp kim 5052 được sử dụng cho các phụ kiện hàng hải nhẹ hơn và các bộ phận định hình.
Hỏi: 5083 có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao không?
Dịch vụ liên tục thường được giới hạn ở khoảng 65 độ C. Trên mức đó, việc tiếp xúc kéo dài có thể kết tủa pha magie biên-của hạt và làm tăng nguy cơ nứt do ăn mòn do ứng suất.
Hỏi: Hai hợp kim được hàn như thế nào?
Cả hai đều hàn tốt bằng phương pháp khí trơ thông thường sử dụng kim loại nhôm-magie độn như ER5183 hoặc ER5356. Hợp kim 5083 giữ được độ bền cao hơn trong điều kiện hàn, đó là lý do tại sao nó chiếm ưu thế trong các kết cấu hàn biển.
Hỏi: Hợp kim nào anod hóa tốt hơn?
Hợp kim 5052 xử lý anod hóa đồng đều hơn và tạo ra lớp hoàn thiện rõ ràng hơn, sáng hơn. Hợp kim 5083 phát triển lớp anốt tối hơn một chút và kém trong suốt hơn do hàm lượng magiê và mangan cao hơn.
