Komplexní průvodce slitinou hliníku 5456

308751729937665_.pic

Vzorek zdarma

308771729937665_.pic

Výrobce z Číny

308781729937665_.pic

Rychlá reakce

308761729937665_.pic

Sleva při hromadném nákupu

308771729937665_.pic

Výrobce z Číny

Co je hliník 5456?

5456 je tvářená slitina hliníku a hořčíku ze série 5xxx, kde 4,7–5,5 % hořčíku nahrazuje zpevňování tuhého roztoku, ke kterému by jinak docházelo tepelným zpracováním. Není tepelně zpracovatelná, takže každý dodatečný megapascal pochází ze zpevňování deformací a obsahu legujících prvků, nikoli z cyklu kalení a stárnutí. Mangan přidává houževnatost a chrom řídí strukturu zrn, což společně dává slitině 5456 nejvyšší pevnost ve stavu po výrobě ze běžně skladovaných slitin 5xxx.

Tato hladina hořčíku je také zdrojem jediného vážného omezení této slitiny. Nad přibližně 3 % hořčíku slitina Al-Mg udržovaná po delší dobu nad přibližně 65 °C precipituje beta fázi podél hranic zrn, a tato síť je anodická vůči okolní matrici. Koroze pak postupuje podél hranic zrn namísto napříč povrchem, což je důvod, proč vysokohořčíkové jakosti vyžadují specifický stav zpracování — nejen specifickou slitinu — aby byly považovány za přijatelné pro námořní použití.

Chemické složení 5456

Níže uvedené limity jsou podle ASTM B209 pro plechy a desky. Obsah titanu se liší mezi sousedními jakostmi: 5456 povoluje max. 0,20, zatímco 5056 povoluje pouze max. 0,15, takže tyto dvě hodnoty nesmí být vzájemně zaměňovány.

PrvekSložení (% hmotnostně)
Křemík (Si)0,25 max.
Železo (Fe)max 0,40
Měď (Cu)0,10 max
Mangan (Mn)0.50–1.00
Hořčík (Mg)4.7–5.5
Chrom (Cr)0.05–0.20
Zinek (Zn)0,25 max.
Titan (Ti)max 0,20
Ostatní, každý0,05 max
Ostatní, celkem0,15 max
Hliník (Al)Bilance

Dvě položky si zaslouží pozornost na objednávce. Hořčík na této úrovni je to, co dodává pevnost, která staví 5456 nad 5083, takže certifikát vykazující hořčík blízko spodní hranice rozsahu by měl vyvolat otázku, jak velká část pevnostní výhody zůstává zachována. Měď je omezena na 0,10 %, protože měď přímo působí proti korozní odolnosti v mořské vodě.

Mechanické vlastnosti 5456 podle stavu zpracování

Typické hodnoty níže jsou čerpány z dat ASM a Aluminum Association pro válcované výrobky. Jsou užitečné pro srovnání a ranou fázi návrhu, ale zaručené hodnoty se řídí příslušnou specifikací a tloušťkou a rozhodující pro skutečně dodaný materiál je atest hutního podniku.

TemperamentPevnost v tahu (MPa)Mez kluzu (MPa)Prodloužení (%)Typická tvrdost (HB)
O (žíhaný)31015924—
H11131018014—
H11231016622—
H116 / H3213502551290

Pro cokoli řízené normou ASTM B928 je závazným číslem minimální hodnota podle předpisu, nikoli typická hodnota:

TemperamentRozsah tloušťkyPevnost v tahu, min. (MPa)Mez kluzu, min. (MPa)Tažnost, min. (%)
5456-H116 / H3213–40 mm31523010
5083-H116 / H3213–50 mm27521510
5086-H116 / H3213–50 mm24019510

Řádek, který zde hraje největší roli, je první. Ve srovnání s 5083-H116 poskytuje 5456-H116 přibližně o 40 MPa vyšší pevnost v tahu a asi o 15 MPa vyšší mez kluzu při stejném minimu podle předpisu, což je celý komerční důvod pro jeho volbu namísto mnohem běžněji skladované 5083.

Proč existují H116 a H321: Limit senzibilizace při 65 °C

Senzibilizace je režim poruchy, který určuje, jak může být 5456 specifikována. Nad přibližně 3 % hořčíku dlouhodobé vystavení v rozsahu 65 °C a výše vytlačuje rozpuštěný hořčík z tuhého roztoku do částic beta fáze podél hranic zrn. Jakmile tyto částice vytvoří souvislou síť, slitina se stává náchylnou k mezikrystalové korozi, exfoliační korozi a koroznímu praskání za napětí — všechny tyto jevy postupují vnitřně a jsou snadno přehlédnutelné při vizuální kontrole.

5456 nemůže být z tohoto důvodu vyňata tepelným zpracováním. Je to tepelně nezpracovatelná slitina a neexistuje žádný cyklus stárnutí, který by rozpustil vytvořenou síť na hranicích zrn. Jakmile k senzibilizaci dojde, stav je trvalý.

H116 a H321 existují speciálně proto, aby tento mechanismus oddálily. Oba jsou stavy zpevněné deformací, které procházejí stabilizačním tepelným zpracováním, jež vede případné částice beta fáze do jemného, dispergovaného rozložení uvnitř zrn namísto souvislého filmu mezi nimi. ASTM B928 pak výsledek ověřuje: desky H116 a H321 musí projít zkouškou exfoliační koroze s hodnocením ne horším než PB a limitem úbytku hmotnosti při mezikrystalové korozi 15 mg/cm².

StavCo to znamená v praxiTypický jazyk nabídky
H116Zpevněno deformací, stabilizováno pro splnění limitů exfoliace a mezikrystalové koroze podle B928Specifikováno tam, kde je vyžadováno schválení klasifikační společnosti
H321Zpevněno deformací a stabilizováno s řízeným krokem studeného tvářeníSpecifikováno pro svařované konstrukce s definovanými mechanickými minimy
H112Lehce zpevněno deformací z výrobního procesu, bez korozní kvalifikacePřijatelné pro obecné konstrukce, nikoli samostatně pro kontakt s mořskou vodou
OPlně žíháno, maximální tvařitelnostPoužívá se pro náročné tváření, obvykle následované svařováním

Praktické pravidlo je jednoduché: pokud je součást vystavena mořské vodě a zůstává na místě roky, musí řádek stavu zpracování uvádět H116 nebo H321. Nabídka, která pro stejnou součást nabízí H112, je levnější proto, že nenese korozní kvalifikaci, nikoli proto, že by kov byl nějak odlišný.

Fyzikální vlastnosti 5456

MajetekTypická hodnota
Hustota2,66 g/cm³
Rozsah tání570–638 °C
Tepelná vodivost117–127 W/m·K
Elektrická vodivost28,5–29,5 % IACS
Modul pružnosti69–74 GPa
Koeficient tepelné roztažnosti23.9 × 10-⁶ /°C
Magnetická odezvaNemagnetická

Tyto dvě hodnoty vodivosti jsou nižší, než většina konstruktérů očekává, a přímo vyplývají z obsahu hořčíku. Každé procento hořčíku v tuhém roztoku rozptyluje elektrony a fonony, takže 5456 s přibližně 29 % IACS a 120 W/m·K se nachází výrazně pod 5052 s přibližně 35 % IACS a 138 W/m·K. Jakékoli použití, kde součást slouží jako vodič nebo tepelný rozvaděč, pracuje proti chemickému složení.

Korozní odolnost a námořní použití

V mořské vodě a námořních atmosférách si 5456 vede dobře — za předpokladu, že stav zpracování nese svou korozní kvalifikaci. Oxidový film, který se samovolně vytváří, je stabilizován obsahem hořčíku a chromu, což zpomaluje útok chloridů a udržuje důlkovou korozi mělkou. V praxi to znamená nižší údržbu v suchém doku ve srovnání s natíranou ocelí a dlouhou provozní historii na opláštění trupu.

Tři podmínky tento obraz mění:

  • Trvalá teplota nad přibližně 65 °C. Konstrukce strojoven, vyhřívané nádrže a armatury v blízkosti výfuků jsou klasickými případy selhání. Buď přesuňte součást pryč od zdroje tepla, nebo přejděte na 5454, jehož nižší obsah hořčíku jej udržuje mimo rozsah senzibilizace.
  • Silné průřezy pod trvalým tahovým napětím. Silná deska zadržuje více zbytkového pnutí po svařování a SCC vyžaduje jak náchylnou cestu, tak napětí. Silnější průřezy u 5456 si zaslouží výslovné inženýrské posouzení.
  • Kontakt s odlišnými kovy. Hliník je anodický vůči mědi, mosazi a nerezové oceli. Izolace a odvodnění musí být navrženy, nikoli objeveny v provozu.

Práce s 5456: tváření, svařování a obrábění

Svařování. 5456 se dobře svařuje metodami MIG a TIG, ale konstrukční návrh spoje nemůže využívat vlastnosti základního materiálu. Protože slitina není vytvrzovatelná tepelným zpracováním, tepelně ovlivněná zóna se žíhá zpět směrem ke stavu O a zůstává v něm — žádné následné tepelné zpracování ji neobnoví. Vlastnosti svarového kovu z přídavného materiálu ER5556 na základní desce 5083 nebo 5456 se pohybují kolem 280–310 MPa v tahu a 130–165 MPa v kluzu, oproti 255 MPa v kluzu pro základní materiál H116. To je přibližně 35–45% pokles meze kluzu v blízkosti spoje a dovolená napětí podle AWS D1.2 s tím již počítají, proto navrhujte podle hodnoty žíhané HAZ, nikoli podle zakoupeného stavu.

VýplňObsah hořčíkuKdy se hodíNa co si dát pozor
ER5556~5.0%Výchozí volba pro 5456 — odpovídá základní slitině a nejlépe zachovává korozní odolnostOmezená dostupnost mimo námořní dodavatelské řetězce
ER5183~4.8%Kde záleží na maximální pevnosti spoje ve stavu po svařováníOvěřte podle schváleného postupu
ER5356~4.5%Obecná výroba z 5xxx, široce sklademNedoporučuje se pro trvalý provoz nad přibližně 65 °C
ER4043Obsahuje křemíkVyhněte se u 5456Křemík se slučuje s hořčíkem na křehký Mg₂Si a svar se anodizací zbarví černě

Tváření. Tvařitelnost se řídí stavem. O a H111 zvládají těžké ohýbání a tažení; H116 a H321 snesou mírné tváření, ale poloměry ohybu musí být větší, než by dílna zvyklá na 5052 očekávala. Za studena silně tvarovaná deska H321 a její následné uvedení do provozu zvyšuje riziko praskání i vyššího zbytkového napětí, což přímo přispívá k výše popsanému mechanismu SCC.

Obrábění. 5456 se obrábí přijatelně, ale je „gumovější“ než vytvrzovatelné slitiny, takže odvod třísek a ostré nástroje jsou důležitější než výkon vřetena. Řízení třísky se zlepšuje s většími úhly čela a pozitivní geometrií řezu.

Povrchová úprava. Jako všechny slitiny 5xxx se 5456 anodizací zbarví do tlumené šedé, nikoli do jasného povrchu, a nebude barevně odpovídat extrudovanému profilu z 6063. Pokud je vzhled kritériem, specifikujte tento požadavek před zadáním objednávky, místo abyste to zjistili až při montáži.

5456 vs 5083 vs 5086 vs 5052: Jak vybrat

Slitina a stavPevnost v tahu, min. (MPa)Mez kluzu, min. (MPa)Hořčík (%)Kde vyniká
5456-H1163152304.7–5.5Nejvyšší pevnost ze skupiny při kontaktu s mořskou vodou
5083-H1162752154.0–4.9Nejširší dostupnost, nejlépe zdokumentované zkušenosti v námořním prostředí
5086-H1162401953.5–4.5Dobrý výkon v námořním prostředí při nižších nákladech a lepší tvařitelnosti
5052-H322151602.2–2.8Tvarově náročné plechové práce, bez limitu senzibilizace

Čtení sloupce hořčíku vysvětluje téměř vše o chování těchto čtyř slitin. Vyšší obsah hořčíku přináší pevnost a stojí teplotní způsobilost: dva vysokohořčíkové stupně mají omezení na 65 °C, zatímco 5052 s 2,2–2,8% nikoli. Dostupnost jde opačným směrem — 5083 je skladem téměř všude a 5456 je v mnoha servisních centrech zakázková položka, což se odráží v ceně i dodací lhůtě.

Go/No-Go: Kdy specifikovat 5456

Následující položky odpovídají na otázku, zda slitinu použít. Aplikace jsou popsány samostatně v další sekci — tato sekce pokrývá rozhodnutí, tamta pokrývá cílové použití.

Go — 5456 se hodí, když:

  • Návrh potřebuje vyšší pevnost, než poskytuje 5083-H116, a tloušťku nelze zvětšit jako kompenzaci
  • Konstrukce je svařovaná, zůstává v kontaktu s mořskou vodou a specifikace může vyžadovat H116 nebo H321 s výsledky zkoušek podle B928
  • Záleží na odolnosti proti nárazu a houževnatosti při nízkých teplotách, včetně kryogenního a offshore provozu
  • Tepelná roztažnost musí zůstat předvídatelná vůči dokumentovanému koeficientu roztažnosti při dynamickém zatížení

No-Go — zvolte něco jiného, když:

  • Teplota kovu může trvale překročit přibližně 65 °C — přejděte na 5454
  • Rozhodnutí dominuje dodací lhůta a dostupnost skladem — 5083 je bezpečnější dodavatelský řetězec
  • Díl potřebuje jasný nebo barevně sladěný anodizovaný povrch — použijte 6xxx
  • Tváření převažuje nad pevností — 5052 nebo 5086 budou levnější a snáze tvarovatelné
  • Projekt vyžaduje pevnost, kterou dodá pouze tepelné zpracování — přejděte na vytvrzovatelnou řadu

Kde se 5456 používá

Námořní a lodní průmysl. Trupové plátování, paluby, přepážky a nástavby na hlídkových člunech, pracovních lodích a rychlostních plavidlech jsou základní sadou aplikací. 5456 si své místo zaslouží tam, kde se vyplatí zaplatit za snížení hmotnosti, protože pevnostní rezerva oproti 5083 umožňuje konstruktérovi trupu tloušťku spíše ubrat než přidat.

Obranné a ochranné konstrukce. Pancéřové desky pro vojenská vozidla, součásti vojenských mostních konstrukcí a proti výbuchu odolné sestavy používají 5456 pro absorpci energie v kombinaci s balistickým výkonem. MIL-DTL-46027 je jedna specifikace pokrývající tuto oblast a nese vlastní požadavky na stav a zkoušení nad rámec komerčních norem.

Tlakové nádoby a těžké svařované konstrukce. 5456 se objevuje u skladovacích nádrží, tlakových nádob a velkých přepravních rámů, kde návrh řídí celistvost svařovaných spojů. Účinnost spoje se musí vždy počítat z vlastností žíhané HAZ, nikoli z hodnot základního materiálu H116.

Kryogenní a offshore provoz. Na rozdíl od uhlíkové oceli netrpí slitiny 5xxx přechodem z tvárného na křehký lom s klesající teplotou a jak pevnost, tak tažnost se zlepšují. To činí 5456 použitelnou pro kryogenní nádrže a pro offshore konstrukce vystavené chladnému klimatu.

Výhody a omezení na první pohled

RozměrVýhodaOmezení
SílaNejvyšší pevnost ve stavu po výrobě mezi běžnými slitinami 5xxxNeexistuje žádná cesta tepelného zpracování, jak ji dále zvýšit
KorozeVynikající výkon v mořské vodě s kvalifikací H116/H321Vyžaduje tento stav; H112 nenese žádnou korozní kvalifikaci
TeplotaStabilní v chladném provozu, včetně kryogenníhoNepoužitelné nad přibližně 65 °C kvůli senzibilizaci
SvařitelnostČistě svařitelné metodami MIG a TIG s odpovídajícím přídavným materiálemHAZ se vyžíhá do stavu O s ~35–45% ztrátou meze kluzu, trvalou
DostupnostDodáváno mlýny a skladovateli zaměřenými na námořní aplikaceTenčí dodavatelský řetězec a delší dodací lhůty než 5083
NákladyOpodstatňuje se tam, kde pevnost umožňuje redukci tloušťkyVyšší cena za kilogram a často požadavek na celní stav
TvarovatelnostObratelný v O a H111H116/H321 vyžadují velké poloměry ohybu a pečlivé tváření za studena
VzhledPřijatelný s barvou nebo povlakemAnodizuje se šedě, nebude barevně odpovídat 6063

Zajišťování 5456: Co specifikovat

Poptávka na 5456, která obsahuje následující položky, bude oceněna správně napoprvé. Ta, která je neobsahuje, vrátí levnější nabídku na materiál, který neprojde inspekcí:

Položka specifikaceCo uvéstProč to mění nabídku
TemperamentH116 nebo H321 pro cokoli, co přichází do styku s mořskou vodouKorozně testovaný plech stojí více než H112
StandardníASTM B928 pro námořní aplikace, B209 pro obecný tvar výrobkuKaždý nese různé požadavky na zkoušky
Rozsah tloušťkyPříslušné rozsahy mění mechanická minimaMinima klesají s rostoucí tloušťkou
Zkouška exfoliace / IGCVyžadováno, pokud je díl v kontaktu s mořskou vodouB928 vyžaduje ≤PB a ≤15 mg/cm²
certifikátyMTC vyžadován; SGS testování, pokud je specifikováno projektemSledovatelnost je součástí dodávky
Tvar a velikostPlech, tabule, tyč, trubka nebo profil s rozměryUrčuje routing mlýna a dodací lhůtu

Linsy dodává 5456 ve formě plechu, tabule, tyče, trubky a extrudovaných profilů, nejčastěji ve stavu O, H111, H112, H116 a H321. Typická dodávka v rozsahu plechů sahá od 6 mm do 120 mm tloušťky, s plechem a svitkem až do přibližně 0,5 mm; jiné velikosti lze projednat podle specifikace objednávky. Každá zásilka odchází s certifikátem mlýna dokumentujícím složení a mechanické vlastnosti, a na vyžádání lze zajistit zprávy třetí strany SGS — včetně chemických, mechanických, ultrazvukových a rozměrových. Výroba probíhá pod systémy ISO 9001, ISO 14001 a ISO 45001.

Vlastní velikosti pro neskladové položky obvykle trvají 10–60 dní v závislosti na slitině, rozměrech, zpracování a složitosti objednávky, a je k dispozici vlastní výroba s nízkým MOQ. Interní podpora zahrnuje CNC obrábění, svařování MIG a TIG, laserové řezání a povrchové úpravy včetně anodizace a leštění.

Závěr

5456 poskytuje přibližně 40 MPa dodatečné pevnosti oproti 5083-H116 při stejném kódovém minimu, a účtuje si za to dvě tvrdé podmínky: stav musí být H116 nebo H321 pro cokoli, co přichází do styku s mořskou vodou, a konstrukce musí zůstat pod přibližně 65 °C, jinak přejít na 5454. V těchto dvou pravidlech se projekty s 5456 pokazí, a ani jedno se neobjevuje v datovém listu předaném ve fázi nabídky.

Linsy Aluminum pracuje přesně s touto hranicí. Dodáváme 5456 ve formě plechu, tabule, tyče, trubky a profilů ve stavu O, H111, H112, H116 a H321, s certifikátem mlýna vydaným pro každou objednávku a volitelnými zprávami SGS, kde projekt vyžaduje ověření třetí stranou. Pokud existují jakékoli pochybnosti o tom, zda je provozní teplota nebo stav vhodný pro daný design, pošlete výkres a provozní podmínky — potvrdíme, která specifikace skutečně musí být uvedena na objednávce před jejím zadáním.

Často kladené otázky

Je 5456 pevnější než 5083?

Ano, o užitečný rozdíl při kódovém minimu. ASTM B928 stanovuje 5456-H116 na 315 MPa v tahu a 230 MPa meze kluzu oproti 275 MPa a 215 MPa pro 5083-H116, takže rozdíl je přibližně 40 MPa v tahu a 15 MPa meze kluzu ve stejném rozsahu tloušťky. Kompromisem je zásobování: 5083 je skladováno mnohem šířeji a jeho námořní provozní záznam je dokumentován na více plavidlech.

Proč je 65 °C uvedený limit pro 5456?

Nad přibližně 3% hořčíku dlouhodobé vystavení kolem 65 °C a výše vytahuje rozpuštěný hořčík z roztoku a precipituje beta fázi podél hranic zrn. To vytváří anodickou cestu mezi zrny, otevírá dveře mezikrystalové korozi, exfoliaci a korozi za napětí. Protože 5456 nelze tepelně zpracovat, stav nelze po jeho vzniku vrátit zpět. Díly v blízkosti motorů, vyhřívaných nádrží nebo výfukových vedení jsou obvyklými viníky a 5454 je standardní náhradou v těchto zónách.

Který stav by měl být specifikován pro palubní plech čelící mořské vodě?

H116 nebo H321, uvedený s ASTM B928. Oba dostávají stabilizační úpravu, která rozptyluje částice beta fáze uvnitř zrn, místo aby jim umožnila vytvořit souvislý film na hranicích, a B928 ověřuje výsledek zkouškou exfoliace na PB nebo lepší a limitem mezikrystalového úbytku hmotnosti 15 mg/cm². H112 stojí mimo tuto kvalifikaci a není náhradou při kontaktu se slanou vodou.

Co se stane s pevností po svařování 5456?

Zóna ovlivněná teplem se vyžíhá zpět směrem ke stavu O a zůstává tam, protože žádné tepelné zpracování po svařování neobnoví deformační zpevnění. Návar ER5556 na základním plechu 5456 obvykle dává 280–310 MPa v tahu a 130–165 MPa meze kluzu, oproti přibližně 255 MPa meze kluzu pro základní kov H116 — snížení o 35–45% v blízkosti svaru. Dovolená napětí AWS D1.2 již toto předpokládají, takže spoje musí být navrženy na hodnoty vyžíhané HAZ, nikoli na specifikovaný stav.

Lze 5456 anodizovat?

Ano, ale neprodukuje to povrch, který většina lidí očekává. Jako všechny slitiny 5xxx se anodizuje do tlumené šedé spíše než na lesklý povrch a nebude barevně odpovídat extrudovanému 6063. Tam, kde záleží na vzhledu, to musí být dohodnuto před objednáním, nebo zachyceno prostřednictvím barvy a povlaku.

David Huang

David Huang je vysoce uznávaným odborníkem v čínském průmyslu hliníkových slitin, který má více než desetileté zkušenosti s vývojem, výrobou a použitím pokročilých hliníkových slitin. Má prokazatelné zkušenosti s úspěšným poskytováním projektových řešení a technických znalostí předním světovým společnostem v různých odvětvích, včetně leteckého, automobilového a stavebního průmyslu. David je také důvěryhodným poradcem několika významných výrobců hliníku v Číně.

Servis 24/7 | Reakce do 10 minut!

Pro více katalogů, podrobností a nabídek nás prosím kontaktujte přímo!

WhatsApp Telefon