Por qué las placas de aluminio 5083 y 5086 son adecuadas para el servicio marítimo
Debido a su fuerza, bajo peso y resistencia a la corrosión, las placas de aluminio 5083 y 5086 son excelentes opciones para la construcción naval y aplicaciones marinas. Ambos pertenecen a la serie 5xxx, la familia de aluminio-magnesio-manganeso diseñada para soportar ambientes de agua salada y al mismo tiempo mantener un sólido rendimiento mecánico, resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación. Ninguna aleación es tratable térmicamente,-por lo que las estructuras soldadas mantienen una alta proporción de la resistencia del metal original en lugar de ablandarse en la zona afectada por el calor-.
Estos grados se utilizan mucho más allá de la construcción naval: recipientes a presión, equipos de refrigeración, plataformas de perforación, camiones cisterna, vehículos de motor, componentes de aeronaves, torres de comunicación y fabricación industrial en general dependen de su combinación de conformabilidad y soldabilidad.
Composición química y propiedades mecánicas comparadas.
Las dos aleaciones se diferencian principalmente en el contenido de magnesio: . 5083 lleva entre un 4,0 y un 4,9 por ciento de magnesio y entre un 0,40 y un 1,0 por ciento de manganeso, mientras que la 5086 lleva entre un 3,5 y un 4,5 por ciento de magnesio y entre un 0,20 y un 0,70 por ciento de manganeso. El mayor nivel de magnesio del 5083 aumenta el límite elástico y de tracción, mientras que el 5086 favorece la conformabilidad y la ductilidad de la soldadura.
| Elemento | 5083 | 5086 |
|---|---|---|
| magnesio | 4,0-4,9 por ciento | 3,5-4,5 por ciento |
| Minnesota | 0,40-1,0 por ciento | 0,20-0,70 por ciento |
| cr | 0,05-0,25 por ciento | 0,05-0,25 por ciento |
| Si | 0,40 por ciento máximo | 0,40 por ciento máximo |
| fe | 0,40 por ciento máximo | 0,40 por ciento máximo |
| Cu | 0,10 por ciento máximo | 0,10 por ciento máximo |
| zinc | 0,25 por ciento máximo | 0,25 por ciento máximo |
| Ti | 0,15 por ciento máximo | 0,15 por ciento máximo |
| Alabama | Resto | Resto |
| Propiedad | Placa de aluminio 5083 | Placa de aluminio 5086 |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | 275-310MPa | 240-275MPa |
| Fuerza de producción | 125-155MPa | 115-145MPa |
| Alargamiento | 12-15 por ciento | 12-15 por ciento |
| Densidad | Aproximadamente 2,66 g/cm3 | Aproximadamente 2,66 g/cm3 |
| módulo elástico | Alrededor de 70 GPa | Alrededor de 70 GPa |
| Resistencia a la corrosión | Excepcional en ambientes marinos | Excelente en ambientes marinos |
| Soldabilidad | Excelente riesgo de agrietamiento mínimo | Bueno, adecuado para la mayoría de los procesos de soldadura. |
| Formabilidad | Moderado a alto | Alto, ideal para formas complejas |
Resistencia a la Corrosión y Acabados Marinos
El alto contenido de magnesio de ambas aleaciones forma una capa protectora de óxido que resiste el agua salada, los cloruros y la exposición atmosférica, razón por la cual los grados se utilizan para cascos, cubiertas y componentes sumergidos. La placa para contacto con agua de mar se suministra en temple H116 o H321, porque estos temples se producen con una microestructura controlada que resiste la corrosión intergranular y la exfoliación. Cuando se requiere protección adicional, se pueden aplicar sistemas de oxidación anódica o de recubrimiento epoxi. También se debe considerar la temperatura de servicio continuo: la exposición prolongada a aleaciones con alto contenido de magnesio-por encima de aproximadamente 65 grados Celsius puede promover la sensibilización en los límites de los granos, razón por la cual se prefieren grados de magnesio más bajos-como el 5454 para el servicio de tanques calientes.
Comportamiento de soldadura y fabricación
Ambas aleaciones son compatibles con soldadura TIG, MIG y láser y no muestran una fragilización significativa cuando se utilizan procedimientos y metal de aportación correctos.. 5083 se prefiere para soldaduras críticas porque su menor riesgo de agrietamiento y su microestructura estable H116 o H321 brindan propiedades de unión más consistentes, mientras que 5086 ofrece mejor conformabilidad de flexión y estiramiento para formas complejas, radios estrechos y paneles-formados a presión. Los metales de aportación 5356 y 5183 son las opciones habituales, y la calificación del procedimiento de soldadura debe coincidir con el temperamento y el espesor de la placa que se unirá.
Aplicaciones de construcción naval y costa afuera
Construcción del casco: revestimiento del casco, mamparos y cuadernas.
Estructuras de cubierta: pavimentos, pasarelas, trampillas y tapas de acceso.
Superestructuras: mástiles, cabinas, paneles de timonería y sistemas de ventilación.
Tanques y tuberías: tanques de combustible, tanques de agua dulce y tuberías de agua de mar.
Instalaciones offshore: módulos de plataforma, pasarelas y paneles-resistentes a la corrosión.
Las placas normalmente se solicitan según ASTM B209 para láminas y placas de aluminio y según ASTM B928 para placas marinas en temperamentos H116 y H321, con composición química verificada según EN 573-3 y propiedades mecánicas según EN 485-2. Con frecuencia se requiere la aprobación de sociedades de clasificación de organismos como ABS y DNV para el casco y el material estructural, y los certificados de fábrica deben ser rastreables hasta el número de calor.
Elegir entre 5083 y 5086
5083 es la elección correcta para componentes de alta-esfuerzo que necesitan máxima resistencia, incluidos el revestimiento del casco, el revestimiento del fondo, las bases del motor y los soportes-de servicio pesado. 5086, se adapta a piezas formadas complejas y proyectos sensibles a los costos-donde la ductilidad adicional importa más que la resistencia máxima, por ejemplo, accesorios interiores, embarcaciones más pequeñas, paneles de superestructura y componentes de tanques. Ambas aleaciones brindan confiabilidad-a largo plazo en ambientes marinos al combinar durabilidad, resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación, y cuando las condiciones de servicio son inusuales, se debe consultar a un ingeniero marino antes de fijar el grado.
Preguntas frecuentes
P: ¿5086 es más fuerte que 5083?
No. 5083 contiene más magnesio, lo que proporciona una resistencia a la tracción de aproximadamente 275-310 MPa frente a 240-275 MPa del 5086, por lo que 5083 es el más fuerte de los dos grados.
P: ¿Qué aleación es más fácil de formar?
5086 es más fácil de formar. Su menor contenido de magnesio y su menor velocidad de endurecimiento por trabajo-proporcionan un mejor rendimiento de flexión y estiramiento, lo que lo hace adecuado para formas complejas y radios de curvatura estrechos.
P: ¿Están disponibles 5083 y 5086 en temperamento marino?
Sí. Ambos se suministran en temples H116 y H321 para servicio con agua de mar, así como en temples O, H111 y H112 para estructuras formadas y soldadas.
P: ¿Se pueden soldar juntos 5083 y 5086?
Sí. Ambas son aleaciones 5xxx no-tratables térmicamente-y están soldadas con alambre de relleno 5356 o 5183. Se debe utilizar un procedimiento calificado para juntas estructurales.
P: ¿Qué norma cubre la placa de aluminio marino?
ASTM B928 cubre placas marinas en estados H116 y H321, ASTM B209 cubre láminas y placas de aluminio en general, EN 573-3 define la composición química y EN 485-2 define las propiedades mecánicas.
P: ¿Qué aleación se debe utilizar para el revestimiento del casco?
5083 en temple H116 o H321 es la opción estándar para el revestimiento del casco porque ofrece la mayor resistencia y la mejor resistencia a la corrosión del agua de mar de los dos grados.
