5083-Marinealuminiumblech ist eines der am häufigsten spezifizierten Materialien im Boots- und Schiffsbau. Aluminium ist zum bevorzugten Konstruktionsmetall im Schiffsbau geworden, da es Salzwasser widersteht, ohne den Wartungsaufwand von Stahl, während seine geringe Dichte größere, schnellere und treibstoffeffizientere Schiffe ermöglicht. Innerhalb der 5xxx-Familie bietet 5083 die höchste praktische Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und Meerwasserkorrosionsbeständigkeit in einem schweißbaren Blechprodukt.
Was 5083 Marine-Aluminiumblech bietet
Bei der Legierung handelt es sich um ein nicht-Wärme-behandelbares Al-Mg-Mn-Material, das durch Magnesium in fester -Lösung und durch kontrollierte Kaltumformung statt durch Wärmebehandlung verstärkt wird. Dadurch verfügt es über eine Reihe von Eigenschaften, die den Anforderungen der Meeresumwelt sehr genau entsprechen.
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Die Legierung eignet sich gut für Salzwasser, Salzsprühnebel und feuchte Küstenatmosphären, sodass Rümpfe und Decksstrukturen auch bei begrenztem Wartungsaufwand betriebsbereit bleiben.
Hohes Verhältnis von Festigkeit-zu-Gewicht: etwa ein Drittel der Dichte von Stahl, was Geschwindigkeit, Nutzlast und Kraftstoffeffizienz verbessert und gleichzeitig das Strukturgewicht reduziert.
Formbarkeit und Schweißbarkeit: Das Blech kann gerollt, gepresst und in die Rumpfkrümmung gebogen und dann ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen zu großen Platten verschweißt werden.
Ermüdungsbeständigkeit: Gutes Verhalten bei wiederholter Wellenbelastung und Motorvibrationen, was für Rümpfe und Deckstrukturen unerlässlich ist.
Kryogene Leistung: Die Legierung behält ihre Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen, was den Einsatz im Flüssiggasbetrieb und im Kaltklimabetrieb unterstützt.
Temperoptionen und mechanische Eigenschaften
Die Wahl des Härtegrades entscheidet über das Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Umformverhalten. H116 und H321 sind Stabilisierungsbehandlungen, die speziell für den Meerwassereinsatz entwickelt wurden und beide beständig gegen intergranularen Angriff und Spannungsrisskorrosion sind.
| Temperament | Streckgrenze, Rp0,2 (MPa) | Zugfestigkeit, Rm (MPa) | Dehnung (%) | Marine-Rolle |
|---|---|---|---|---|
| H112 | 125 Min | 275 Min | 12-14 | Als-Rollblech für allgemeine Konstruktionen |
| H116 | 215 Min | 305 Min | 12 | Tauch- und Spritzzonenbeschichtung |
| H321 | 215 Min | 305 Min | 12 | Rumpfstrukturen, die Spannungs-Korrosionsbeständigkeit benötigen |
| Eigentum | Typischer Wert |
|---|---|
| Streckgrenze, Rp0,2 | 220-260 MPa |
| Zugfestigkeit, Rm | 290-360 MPa |
| Bruchdehnung | 10-15% |
| Härte | 120 HBW max |
| Dichte | 2,66 g/cm3 |
| Schmelzbereich | Etwa 570–640 °C |
| Betriebstemperaturgrenze | 65 °C bei Kontakt mit Meerwasser |
Chemische Zusammensetzung und Produktpalette
Da die Legierung nicht durch Wärmebehandlung gestärkt werden kann, ist die Kontrolle der Zusammensetzung für den größten Teil der Leistung verantwortlich. Die folgenden Bereiche entsprechen der Standardspezifikation 5083, mit Aluminium als Rest.
| Element | Inhalt, % |
|---|---|
| Magnesium | 4.0-4.9 |
| Mangan | 0.40-1.0 |
| Chrom | 0.05-0.25 |
| Kupfer | 0,10 max |
| Eisen | 0,40 max |
| Silizium | 0,40 max |
| Jeweils andere Elemente | 0,05 max |
| Aluminium | Gleichgewicht |
| Parameter | Reichweite |
|---|---|
| Dicke | 3-150 mm |
| Breite | Bis ca. 2600 mm |
| Länge | Bis ca. 12000 mm |
| Lieferform | Bleche, Platten, Zuschnitte-zu-Rohlingen, Spulen für dünnere Stärken |
| Oberfläche | Poliert, eloxiert, grundiert oder lackiert |
Anwendungen im Schiffbau und in der Meerestechnik
Schiffbau: Rumpfschalen, Decks, Aufbauten, Schotte und Tankbegrenzungen für Handels- und Freizeitschiffe.
Schiffsausrüstung: unbemannte Überwasserschiffkörper, Untergestelle für Amphibienfahrzeuge, Sponsoren und Auftriebsstrukturen.
Passagierschiffe: Fähren, Wassertaxis und Mannschaftsboote, die von geringem Strukturgewicht und Korrosionsschutz profitieren.
Küstenbau: Strukturbauteile für Häfen, Docks, Gangways, Anlegestellen und Küstenanlagen, die Salznebel ausgesetzt sind.
Offshore-Technik: Deckmodule für Öl- und Gasplattformen, Stützrahmen, Handläufe, Gehwege und Zugangsstrukturen.
Lagerung und Transport: Kraftstoff-, Wasser- und Chemikalientanks sowie kryogene Behälter, bei denen Beständigkeit bei niedrigen Temperaturen erforderlich ist.
Korrosionsverhalten, Ermüdung und Herstellung
Einwirkung von Meerwasser: 5083 bildet einen schützenden Oxidfilm, der Angriffen widersteht, sollte jedoch in Salzwasser nicht dauerhaft über 65 °C gehalten werden, da sich an den Korngrenzen Magnesium-reiche Phasen ausscheiden und die Legierung sensibilisieren können.
Kontakt mit unterschiedlichen Metallen: Aluminium sollte mit isolierenden Unterlegscheiben oder Beschichtungen von Befestigungselementen aus Stahl und Edelstahl isoliert werden, um galvanische Korrosion zu vermeiden.
Ermüdung: Geschweißte Details sollten den anerkannten Ermüdungsregeln der Klasse{0}} entsprechen, wobei sich die Ermüdungslebensdauer verbessert, wenn die Schweißnähte bearbeitet und die Versteifungsenden weicher gemacht werden.
Schweißen: MIG und WIG mit Zusatzwerkstoff 5183, 5356 oder 5556; Schweißverbindungen erreichen ohne Wärmebehandlung etwa 93 % der Zugfestigkeit des Grundmetalls.
Formen und Bearbeiten: Kaltbiegen ist bei Rumpfkrümmungen normal, während die Bearbeitung durch die gummiartige Beschaffenheit der Legierung eingeschränkt ist und scharfe Werkzeuge und hohe Spanwinkel erfordert.
Oberflächenvorbereitung: Eloxieren, Strahlen und Lackieren erfordern zunächst die Entfernung von Walzölen und Oxiden, da sonst die Haftung der Beschichtung beeinträchtigt wird.
Normen: ASTM B209 und ASTM B928 decken Bleche und Platten ab, EN 485-2 deckt mechanische Eigenschaften ab, EN 573-3 deckt die Zusammensetzung unter der Bezeichnung EN AW-5083 (AlMg4,5Mn) ab und ISO 6361-2 und GB/T 3880.3 gelten für dieselbe Produktfamilie.
Häufig gestellte Fragen
F: Warum wird 5083 bei Schiffsarbeiten anderen Aluminiumlegierungen vorgezogen?
Seine Kombination aus 4,0-4,9 % Magnesiumgehalt, stabilen Marinehärten und guter Schweißbarkeit ergibt eine höhere Festigkeit als 5052 mit weitaus besserer Seewasserleistung als wärmebehandelbare Legierungen wie 6061.
F: Welche Härte sollte für die Rumpfbeschichtung gewählt werden?
H116 oder H321, da diese Zustände speziell stabilisiert sind, um interkristalliner Korrosion und Spannungsrissbildung in Salzwasser zu widerstehen; H112 eignet sich für unkritische Strukturen, bei denen die Umformung vorherrscht.
F: Bei welcher Temperatur wird 5083 Marine-Aluminiumblech ungeeignet?
Ein kontinuierlicher Einsatz über etwa 65 C in Meerwasser wird nicht empfohlen, da Korngrenzenausfällungen die Legierung sensibilisieren können. Im Gegensatz dazu bleibt die Leistung bei niedrigen-Temperaturen bis zum kryogenen Niveau gut.
F: Kann 5083-Blech geschweißt werden, ohne an Festigkeit zu verlieren?
Ja. Beim MIG- oder WIG-Schweißen mit den Zusatzwerkstoffen 5183, 5356 oder 5556 entstehen Verbindungen mit etwa 93 % der Zugfestigkeit des Ausgangsmetalls, und es ist keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich.
F: Was ist der Unterschied zwischen 5083 und 5052 für den Bootsbau?
5083 enthält mehr Magnesium und bietet eine deutlich höhere Festigkeit und bessere Leistung im Einsatz in Salzwasser, während 5052 billiger und besser formbar ist und normalerweise für obere Rumpfabschnitte und Süßwasserfahrzeuge verwendet wird.
F: Wie sollte 5083-Blech vor galvanischer Korrosion geschützt werden?
Isolieren Sie Aluminium von Stahl und Edelstahl mit isolierenden Unterlegscheiben, Beschichtungen oder Übergangsmaterialien, verwenden Sie Aluminium oder kompatible Befestigungselemente und halten Sie die Entwässerungswege frei, damit sich Salzwasser nicht gegen unterschiedliche Metalle ansammeln kann.
