Aleación de aluminio para la construcción naval.
Las aleaciones de aluminio han ganado una gran popularidad en la construcción naval debido a su excelente relación resistencia-peso, resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación. Especialmente en la industria marina, donde el rendimiento y la durabilidad son fundamentales, elegir la aleación de aluminio adecuada puede marcar una diferencia sustancial en la eficiencia de la embarcación, los costos de mantenimiento y la seguridad general.
¿Por qué elegir la aleación de aluminio en la construcción naval?
Las aleaciones de aluminio combinan propiedades físicas y mecánicas cruciales, lo que las convierte en una opción óptima para estructuras marinas. Su naturaleza liviana reduce el desplazamiento total del barco, mejorando la eficiencia del combustible y permitiendo al mismo tiempo una mayor capacidad de carga. Además, la resistencia del aluminio a la corrosión, particularmente a la corrosión en ambientes de agua de mar, extiende la vida útil de los barcos y reduce la frecuencia de mantenimiento. La conductividad térmica, la excelente soldabilidad y las propiedades no magnéticas completan las ventajas, lo que hace que el aluminio sea indispensable en los diseños de barcos modernos.
Aplicaciones típicas de la aleación de aluminio en embarcaciones marinas
- Construcción del cascode lanchas patrulleras, ferries de pasajeros y buques de guerra, donde la reducción del peso del casco conduce a mejoras en la velocidad y la agilidad.
- Superestructurasen varios barcos donde el aluminio disminuye el peso en la parte superior y baja el centro de gravedad.
- Accesorios para cubiertas y barcos, incluidas cúpulas satélite, escotillas y mamparos.
- Ferries rápidos y pequeñas embarcaciones.caracterizado por estrictas exigencias de peso para un mejor rendimiento.
- Bodegas y almacenamiento de cargazonas donde el aluminio garantiza durabilidad y facilita el mantenimiento.
Parámetros y grados de aleación
Las aleaciones de aluminio más utilizadas en la construcción naval pertenecen a las series 5xxx, 6xxx y 7xxx. Sin embargo, la industria marina prefiere principalmente las series 5xxx y algunas series 6xxx debido a su equilibrio óptimo entre fuerza, tenacidad y resistencia a la corrosión.
Composición química de aleaciones de aluminio marino representativas
| Aleación | Composición de elementos (%) | Nota |
|---|---|---|
| 5052 | Al: Equilibrio, Mg: 2,2–2,8, Cr: 0,15–0,35, Mn: ≤0,10 | Excelente aleación de grado marino resistente a la corrosión |
| 5083 | Al: equilibrio, Mg: 4,0–4,9, Mn: 0,4–1,0, Cr: 0,05–0,25 | Resistencia superior, utilizada en cascos y superestructuras. |
| 5086 | Al: equilibrio, Mg: 3,5–4,5, Mn: 0,2–0,7 | Alta resistencia a la corrosión y soldabilidad. |
| 6061 | Al: Equilibrio, Mg: 0,8–1,2, Si: 0,4–0,8, Fe: ≤0,7, Cu: 0,15–0,4 | Versátil con buenas propiedades mecánicas y soldabilidad. |
| 7075 | Al: equilibrio, Zn: 5,1–6,1, Mg: 2,1–2,9, Cu: 1,2–2,0 | Muy alta resistencia pero menos resistencia a la corrosión. |
Condiciones de templado de aleación
Las condiciones de templado afectan la resistencia, ductilidad y tenacidad de las aleaciones de aluminio. Para aplicaciones marinas, los templados comunes incluyen:
| Designación de temperamento | Descripción | Aplicación típica |
|---|---|---|
| oh | Recocido (condición más suave) | Formar o dar forma antes del refuerzo final. |
| H116 (o EH116) | Endurecido por deformación y parcialmente recocido. | Estructuras marinas soldadas que requieren resistencia moderada y resistencia a la corrosión. |
| H321 | Solución tratada térmicamente y trabajada en frío. | Componentes que requieren fuerza equilibrada y resistencia a la corrosión, por ejemplo, secciones del casco. |
| Artículo | Solución tratada térmicamente y envejecida naturalmente. | Resistencia moderada, común para piezas estructurales. |
| Flotar | Solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente. | Resistencia máxima (menos común en el sector marino, debido a problemas de corrosión) |
Propiedades físicas y mecánicas importantes
| Propiedad | Rango típico | Significado |
|---|---|---|
| Densidad | 2,63–2,85 g/cm³ | Caracterización de peso ligero para mejorar la eficiencia del combustible |
| Resistencia a la tracción | 185–550 MPa | Capacidad para soportar cargas y resistir la deformación. |
| Fuerza de producción | 120–490 MPa | Límite elástico para la gobernanza de la seguridad del diseño. |
| Alargamiento en rotura | 5–22 % | Indica ductilidad y tenacidad. |
| Módulo de elasticidad | ~68,9 GPa | Medida de rigidez crítica para la rigidez del casco. |
| Conductividad térmica | 120–180 W/m·K | Importante para la disipación de calor en ciertos sistemas. |
| Resistencia a la corrosión | Muy alto a excelente | Prevenir la degradación en ambientes marinos, alcalinos y algunos ácidos. |
Estándares de implementación y cumplimiento de la industria marina
El uso de aleaciones de aluminio en la construcción naval sigue varios estándares nacionales e internacionales críticos que garantizan la calidad del material, la integridad estructural y la seguridad. Los estándares seleccionados que afectan el uso de aleaciones de aluminio incluyen:
| Estándar | Alcance y propósito |
|---|---|
| ASTM B928 | Especificación para láminas y placas de aleación de aluminio. |
| Reglas ABS (Oficina Estadounidense de Transporte Marítimo) | Certificación de estructuras marinas que utilizan aleaciones de aluminio. |
| Estándares DNV-GL | Reglas decisorias de clasificación que involucran aplicaciones de aluminio. |
| ISO 6362-2 | Cubre láminas y placas de aleación de aluminio tratadas térmicamente. |
| EN 485-2 | Normas europeas para el aluminio analizado químicamente y probado mecánicamente. |
| MIL-DTL-46027 | Especificación que aborda los requisitos de aleación de aluminio para componentes espaciales de misiones marítimas |
Corrosión y Mantenimiento
Las aleaciones de aluminio marino, particularmente las de la serie 5xxx como 5083 y 5086, resisten la influencia del agua de mar debido a su importante contenido de magnesio y su baja inclusión de cobre. La aplicación de recubrimientos marinos adecuados y un mantenimiento de rutina pueden prolongar sustancialmente la vida útil, reduciendo la cavitación, las fisuras por corrosión bajo tensión y las picaduras. También son necesarias estrategias adecuadas de protección galvánica cuando se utiliza aluminio cerca de metales diferentes como el acero.
https://www.aluminumplate.net/a/aluminum-alloy-for-ship-building.html
