2019年4月23日是中国人民解放军海军成立70周年纪念日,当天在青岛举行了规模宏大的海上大阅兵活动。70年来,中国海军从无到有,从弱到强,取得了举世瞩目的成就。在这70年的辉煌历程中,有色金属材料对我国海军的成长与壮大,乃至新中国的船舶工业的发展也起到了举足轻重的作用。特别需要指出的是,铝合金材料在我国船舶工程和海洋工程的应用十分重要。铝合金具有重量轻、耐腐蚀性强、强度高以及抗冲击性好等特点,被广泛应用在船舶制造领域,极大地推动了船舶及海洋工程的快速发展。
铝合金在船舶工程中的应用
船舶用铝合金以铝-镁系合金、铝-镁-硅系合金和铝-锌-镁系合金为主,依据所用的位置,分为上层舾装用铝合金、船体结构用铝合金,其中栖装包括桅杆、舷窗、烟筒、操舵室等,船体结构包括隔壁、肋板、龙骨、船底外板以及船侧等。船舶上层结构中舷窗常用的铝合金型材为6063铝合金,桅杆、舷梯常使用6063与6061铝合金型材。另外,壁板使用挤压成型的铝-镁合金,可防止焊接中变形的同时,确保应力分布更加合理。船体结构中铝-镁系合金应用率较高,其中5454、5052铝合金是制造甲板的主要材料。
在民用船领域中的应用
铝合金在造船工业应用最早可以追溯到19世纪末期,是由欧美国家先行制造的。但是当时仅有的几种铝合金的强度和抗腐蚀性能并不占优势,因此并未得到广泛应用,直到冶金工业的迅速发展,具有强抗腐蚀性的铝-镁系合金出现才使得铝合金在造船业中受到应有的重视。到了20世纪中期,铝合金在民用船中的应用达到了一个小高峰时期,铝合金的相关技术也取得了一些成就,如铝合金板材(5486-H32、5456-H32)的开发、油轮内衬板为SXXX系5054合金(英国制造)的大量应用、铝-TTG焊接技术的诞生等等。而在20世纪中后期,受到铝及铝合金价格下降因素的影响,以及市场对于铝及铝合金焊接技术和其他性能提出了更高的要求,使得铝及铝合金在民用船领域的发展迎来了全新局面。
在军用船领域中的应用
船舶制造的设计遵循结构趋于轻型理念,人们广泛认为轻型的船舶结构在控制船速、操作精密性、制作成本方面有很大的优势,能够最大程度减少消耗,延长船舶的行驶里程。铝合金能很好地满足船舶的轻量化要求,因此在军用船领域得到了广泛应用,由此完成突击或搜救等任务,维护航海安全。目前军用船技术主要包括快速攻击艇、辅助性军事飞艇、巡逻艇等。