해양 등급 알루미늄 판 2024 6061 7075
해양 등급 알루미늄 판 2024 6061 7075
전 세계 조선소와 해양 작업장에서는 재료에 대한 결정이 책상에서 이루어지는 경우가 거의 없습니다. 그라인더의 메아리와 염수 분무 속에서 용접공과 엔지니어들이 “바다에서 10년 후에 이 접시는 어떻게 되나요?”라는 실용적인 질문을 던지며 만들어졌습니다. 해양용 알루미늄 합금 2024, 6061, 7075 중에서 선택할 때 답은 데이터 시트에만 있는 것이 아닙니다. 이는 화학, 환경, 제조 방법 및 장기 유지 관리의 교차점에 있습니다.
어떤 합금이 "최고"인지 묻는 대신 특정 해양 현실에 어떤 합금이 가장 적합한지 묻는 것이 더 유용합니다.
같은 바다에 세 인격이 있다
2024, 6061, 7075는 모두 고강도 알루미늄 합금이지만 바닷물, 용접 아크 및 동적 하중을 만나면 거의 세 가지 다른 "특성"처럼 거동합니다.
알루미늄 6061은 조용히 작업을 수행하는 일꾼입니다. Al-Mg-Si 합금인 이 합금은 적절한 강도, 우수한 용접성, 우수한 내식성을 결합하며 특히 양극 산화 처리 또는 코팅 시 더욱 그렇습니다. 해양 세계에서는 소형 선박의 선체 구조, 갑판실, 상부 구조물, 통로, 브래킷, 마스트 및 플랫폼에 나타납니다. ASTM B209 및 EN 485와 같은 표준은 종종 6061 플레이트 공급에 적용되는 반면, 6061‑T6 및 6061‑T651과 같은 템퍼는 구조적 용도에 적용됩니다.
알루미늄 2024는 노화된 단거리 선수입니다. 이는 Al-Cu-Mg 화학을 기반으로 항공기 구조의 고강도 및 피로 저항을 위해 설계되었습니다. 이론상으로는 항복강도와 인장강도는 순환하중을 받는 해양 구조물에 매우 매력적입니다. 그러나 구리는 바닷물에서 양날의 검입니다. 구리는 강도를 높이고 내식성을 없애며, 특히 염화물 환경에서 점식 및 입계 부식을 방지합니다. 이로 인해 2024는 신중하게 제어되는 해양 역할, 종종 내륙 선박, 보호된 상부 구조물 또는 직접적인 바닷물 튀김으로부터 코팅 및 격리로 보호되는 내부 구조 부품에만 적합합니다.
알루미늄 7075는 보디빌더입니다. 세 가지 중 가장 높은 강도를 가지며, 무게 대비 강도 비율에서 많은 강철과 일치하거나 이를 초과할 수 있습니다. 특히 T6 또는 T651 템퍼의 Al-Zn-Mg-Cu 구성은 항복 강도를 제공합니다. 그러나 2024와 마찬가지로 구리와 아연 함량은 해양 부식 저항성을 감소시켜 염화물 환경에서 응력 부식 균열 및 구멍에 취약하게 만듭니다. 결과적으로 7075는 기본 노출 선체 구조에는 거의 사용되지 않습니다. 대신, 강도, 강성 및 중량 절감을 통해 엄격한 부식 제어 및 해수로부터의 격리를 정당화하는 고하중 피팅, 기계 부품 또는 하이브리드 구조에 선택됩니다.
합금 성질의 조용한 영향
이러한 합금에 관한 대부분의 해양 분쟁은 합금 자체에 관한 것이 아니라 성질에 관한 것입니다.
6061‑T6으로 표시된 플레이트는 강도를 극대화하기 위해 용체화 열처리 및 인공 시효 처리되었습니다. 일반적인 인장 강도는 약 260~310MPa 범위이고 항복 강도는 약 240~270MPa입니다. ABS, DNV 또는 CCS 규칙을 따르는 조선소의 경우 해당 강도 수준은 일반적으로 소형 선박 선체, 상부 구조 및 2차 구조물에 충분합니다. 문제는 용접 후 열처리를 수행하지 않는 한 용접으로 인해 T6 구역이 "O" 또는 열 영향 구역의 과노화 상태에 더 가까워진다는 것입니다. 이는 대형 선체 구조에서는 거의 실용적이지 않습니다. 이것이 바로 많은 설계자가 치수 계산에서 "용접된 상태" 특성을 고려하고 가장 많이 노출된 쉘 영역에서 보수적인 응력 수준, 추가 보강 또는 5xxx 시리즈 플레이트에 의존하는 이유입니다.
430~480 MPa 범위의 인장 강도를 지닌 2024‑T3 또는 T351은 놀라운 피로 저항을 제공하여 고속 선체 및 수중익선 개념에 매력적으로 보입니다. 그러나 역시 성질은 바닷물에 부식되기 쉽습니다. 견고한 코팅, 음극 보호 및 신중한 접합 설계가 없으면 T3 템퍼는 패스너, 절단 모서리 및 용접 발가락 주변에서 문제를 겪게 됩니다. 많은 해양 엔지니어는 2024를 쉘 재료가 아닌 보호된 하중 경로(내부 프레임, 조인트 보강 접합 또는 건조 구획 내부의 구조 구성 요소)에 사용합니다.
7075‑T6과 T651이 강력한 성능을 발휘합니다. 인장 강도는 500MPa 이상, 항복 강도는 430~480MPa 범위에 이를 수 있습니다. 고성능 요트 리깅 부품, 윈치 드럼, 건조한 지역의 구조용 브래킷 또는 완벽하게 보호되는 해저 툴링과 같은 해양 인접 응용 분야에서 7075는 상당한 무게 절감과 함께 강철과 같은 강성과 강도를 갖춘 전략적 무기가 됩니다. 그러나 직접 해수에서 T6 성질은 응력 부식 균열에 매우 민감합니다. for highly loaded components that may see brine or cyclic stress in moist salt air, controlled tempers like T73/T7351 with slightly lower strength but better SCC resistance are sometimes preferred in demanding applications.
바닷물 부식: 이야기가 바뀌는 곳
해양 등급 알루미늄은 일반적으로 "보모" 없이 염화물 노출을 견딜 수 있는 합금을 의미합니다. 엄격한 의미에서 가장 강력한 선택은 5083이나 5086과 같은 5xxx 시리즈에서 나오는 경우가 많습니다. 그렇다면 2024, 6061, 7075는 어디에 적합할까요?
대답은 금속 주변 환경을 관리하는 방법에 있습니다.
6061의 경우 기본 산화막은 이미 적절한 보호 기능을 제공합니다. 소형 선박 또는 유사한 조선 실무에 대한 ISO 12215에 따라 6061 플레이트는 종종 다음과 결합됩니다.
- 고인 바닷물이 갇히는 틈을 피하기 위한 적절한 설계.
- 물 튀김 구역을 위한 양극 산화 처리 또는 해양 등급 페인트 시스템.
- 스테인리스 볼트 또는 탄소강 브래킷과 같은 이종 금속에 접촉할 때 절연 패드 및 슬리브.
2024년과 7075년의 경우 바닷물은 단순한 대기가 아닌 거의 화학적 환경으로 취급됩니다. 이러한 합금을 사용할 때 숙련된 설계자는 다음을 적용합니다.
- 크로메이트 프리 프라이머 및 차단 코팅을 포함한 완벽한 코팅 시스템입니다.
- 배수 및 환기 경로를 통해 습기가 고착되어 국부적인 부식을 일으킬 수 없습니다.
- 희생 양극과 신중한 갈바닉 시리즈 관리를 통해 습식 영역에서 더 많은 귀금속과 직접 결합되지 않도록 합니다.
- 직접적인 침수 또는 지속적인 젖음으로부터 격리합니다. 종종 내부 건조 공간, 마스트헤드 또는 주요 비말 구역 위의 구성 요소에 제한하여 격리합니다.
실제로 조선소 설계자는 용접된 데크 구조물과 레일에 6061을 선택할 수 있으며, 비전도성 개스킷과 밀봉된 패스너 구멍을 사용하여 7075 가공 피팅을 볼트로 고정하여 약한 링크가 주변 구조물이 아닌 교체 가능한 피팅이 되도록 보장할 수 있습니다.
구현 표준 및 실제 제작
표준은 해양 신뢰성의 중추를 형성합니다. 판 형태의 이러한 합금에 대한 일반적인 참고 자료는 다음과 같습니다.
- 압연 알루미늄 판에 대한 ASTM B209는 기계적 특성, 허용 편차 및 테스트를 지정합니다.
- 유럽 공급망의 EN 485 시리즈.
- 해양 구조물의 알루미늄 합금 및 용접 절차 허용에 대한 ABS, DNV‑GL, BV, CCS 및 LR 규칙.
- 6061이 광범위하게 용접되는 경우와 관련된 알루미늄 구조물의 용접 품질에 대한 ISO 10042입니다.
제작자의 관점에서 볼 때 6061은 관대합니다. 표준 ER5356 또는 ER4043 필러 와이어와 잘 용접되고 굽힘 및 성형에 예상대로 반응하며 적절한 기계 가공성을 제공합니다. 열 전도성은 용접 중 열을 분산시켜 절차를 잘 제어할 때 왜곡을 줄이는 데도 도움이 됩니다.
2024와 7075는 다른 이야기를 들려줍니다. 심하게 용접된 주요 해양 구조물에는 적합하지 않습니다. Most high‑integrity 7075 and 2024 components in marine environments are machined from plate or forging and bolted or riveted in place, not welded. 모든 수리 철학은 부품을 교체하는 것이지 제자리에 다시 용접하는 것이 아니라는 점을 인정해야 합니다.
일반적인 화학 성분 스냅샷
화학적 성질을 단순화하면 해양 환경에서의 행동을 설명하는 데 도움이 됩니다. 일반적인 범위(질량 백분율)는 다음과 같습니다.
2024년:
~3.8–4.9, Mg ~1.2–1.8, Mn ~0.3–0.5, Fe ≤0.5, Si ≤0.5, Zn ≤ 0.25, Cr ≤0.1, 나머지 Al.6061:
Mg ~ 0.8-1.2, s ~ 0.4-0.8, c ~) 0.0.40.4, Balaqui, Balance al.7075:
Zn ~ 5.6-6.1, mg ~ 2.1.9, CU ~ SE ≤0.24, SO ≤0.42, SE ≤0.4, 균형 al.
6061에서 2024, 7075까지 증가하는 구리 및 아연 함량은 강도 증가 및 해양 부식 저항 감소와 거의 완벽하게 일치합니다. 이러한 절충안은 결함이 아닙니다. 이는 설계 매개변수입니다.
귀하의 선박에 적합한 "해양 등급"을 선택하십시오
해양 서비스에서 2024, 6061, 7075를 생각하는 가장 강력한 방법은 경쟁자가 아니라 툴킷으로 생각하는 것입니다.
6061은 가끔 분사, 데크 하중 및 상부 구조 작업을 수행하는 용접 어셈블리의 구조적 백본이 됩니다. 올바른 용접 절차, 보호 코팅 및 고인 해수를 방지하기 위한 건전한 설계와 함께 사용하면 잘 작동합니다.
2024는 높은 사이클 수명이 중요하고 해수 노출이 설계 및 코팅에 의해 엄격하게 제어되는 피로에 민감한 보호 구조물에서 전문적인 역할을 합니다.
7075는 보호된 위치, 밀봉된 하우징 또는 두껍게 코팅되고 전기적으로 절연된 설치 등 모든 킬로그램이 중요하고 환경을 엔지니어링할 수 있는 정밀, 고부하 구성요소용으로 예약되어 있습니다.
해양 등급 알루미늄은 합금 명칭만으로 정의되지 않습니다. 이는 합금, 성질, 제조 방법, 환경 및 보호 시스템이 얼마나 지능적으로 결합되는지에 따라 정의됩니다. 6061, 2024, 7075를 교체 가능한 '금속판'으로 취급하면 몇 년 안에 바다에 잘못이 드러날 것입니다. 시스템에서 신중하게 선택된 구성 요소로 취급되고 각각의 작업과 작동 범위가 명확하게 정의된 경우 지구상에서 가장 가혹한 환경 중 하나에서 수십 년 동안 안전하고 효율적인 서비스를 제공할 수 있습니다.
https://www.alusheets.com/a/marine-grade-aluminum-plate-2024-6061-7075.html
