說到船用鋁板，大家*熟悉的要數(shù)5083鋁板了。船用鋁板是鋁板產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的新興領(lǐng)域，目前船板的生產(chǎn)能力已成為衡量鋁板廠家綜合實業(yè)的重要指標(biāo)。那么，船舶制造廠家為何如此青睞5083鋁板?5083鋁板屬于Al-Mg系合金，中等強度，具有耐蝕性好、焊接性優(yōu)良、冷加工性較好的優(yōu)勢，廣泛用于制造飛機油箱、油管、交通車輛、船舶鈑金件、儀表、街燈支架、鉚釘、五金制品、電器外殼等。在船舶制造領(lǐng)域，多采用5083H116/H321/H112狀態(tài)的鋁板，應(yīng)用于船舶甲板、發(fā)動機臺座、船側(cè)、船底外板等部位。5083鋁板滿足船用鋁板的選材要求：1、較高的比強度和比模量。船舶的結(jié)構(gòu)強度和尺寸與材料的屈服強度和彈性模量密切相關(guān)，由于鋁合金的彈性模量和密度大體相同，合金元素的添加也影響甚，因此在一定范圍內(nèi)提高屈服強度對減輕艦船結(jié)構(gòu)有力。5083鋁板屬于中等強度，能同時具備優(yōu)良的耐蝕性和可焊接性。2、焊接性優(yōu)良。5083鋁板具有良好的焊接抗裂性，在焊接時不容易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。3、耐蝕性優(yōu)良。耐蝕性能是船用合金的主要標(biāo)志之一，5083鋁板是典型的防銹鋁板，耐腐性好，能適應(yīng)惡劣的海洋環(huán)境，經(jīng)久耐用。4、密度小。鋁合金比重小，能減輕船板重量，節(jié)省能耗，增加載重。5、環(huán)保。鋁合金不燃燒，遇火，而且回收利用率高，可循環(huán)再利用，環(huán)保性好。
          通過溫度控制提高擠壓鋁型材產(chǎn)量，通常，如果沒有非預(yù)定的停機時間，那么*大產(chǎn)量主要決定于擠壓速度，而后者受制于四個因素，其中三個固定不變而另一個則是可變的。 個因素是擠壓機的擠壓力，擠壓力大的可在錠坯溫度較低時順利地擠壓；第二個因素是模具設(shè)計，擠壓時金屬與模壁的摩擦通常可使通過的鋁合金的溫度上升35～62℃；第三個因素是被擠壓合金的特性，是限制擠壓速度的不可控制的因素，型材的出口溫度一般不可超過540℃，否則，材料表面質(zhì)量會下降，模痕明顯加重，甚至出現(xiàn)粘鋁、凹印、裂縫、撕裂等。*后一個因素是溫度及其受控程度。如果鋁型材擠壓機的擠壓力不夠大，很難順利擠壓或甚至出現(xiàn)塞模現(xiàn)象而擠不動時，就可提高錠坯溫度，但擠壓速度應(yīng)低些，以防材料的出口溫度過高。每一個合金都有其特定的*優(yōu)的擠壓(錠坯)溫度。生產(chǎn)實踐證明，錠坯溫度*好保持在430℃左右（擠壓速度≥16mm/s時）。6063合金型材的出模溫度不得超過500℃，6005合金的*高出口溫度為512℃，6061合金的*好不大于525℃。出模溫度的不大變化也會影響產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。擠壓筒溫度也是很重要的，特別應(yīng)注意預(yù)熱階段的溫度升高，應(yīng)避免各層之間產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，*好是使擠壓筒與襯套同時升高到工作溫度。預(yù)熱升溫速度不得大于38℃/h。*好的預(yù)熱規(guī)范是：升高到235℃，保溫8h,繼續(xù)升溫到430℃，保溫4h后，才投入工作。這樣不但能保證內(nèi)外溫度均勻一致，而且有足夠的時間一切內(nèi)部熱應(yīng)力。當(dāng)然在爐內(nèi)加熱擠壓筒是*佳的預(yù)熱方式。在擠壓過程中，擠壓筒溫度應(yīng)比錠坯溫度低15～40℃。如果擠壓速度過快，以致擠壓筒溫度上升到高于錠坯溫度，就要設(shè)法使擠壓筒溫度下降，這不但是一件麻煩的工作，而且產(chǎn)量會下降。在生產(chǎn)速度上升過程中，有時受電偶控制的加熱元件會被切斷，可是擠壓筒溫度仍在上升。如果擠壓筒溫度高于470℃，擠壓廢品就會上升。應(yīng)根據(jù)不同的合金確定理想的擠壓筒溫度。千萬不要認為預(yù)熱擠壓筒是在浪費時間、消耗能源。某工廠為趕生產(chǎn)任務(wù)，一方面用內(nèi)部電阻元件加熱，另一方面又以液化氣燒嘴加熱。在這種情況，溫度無法測量與控制，會產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，內(nèi)襯溫度高，膨脹比外套的快，以致擠壓筒裂開，并聽到“炸裂”的聲音。擠壓軸在工作過程中會積蓄內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力大到一定程度會產(chǎn)生疲勞裂紋，一旦受到非軸向的徑向力作用就會斷裂。因此，擠壓軸的累計工作時間達到4500h后，*好進行一次應(yīng)力處理，在430～480℃保溫12h,然后隨爐冷卻到50℃以下。遺憾的是，我國很少有工廠照此處理。
生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)表面建筑型材時，對擠壓墊溫度也應(yīng)嚴格控制，以減少表面色調(diào)不一致廢品量。固定擠壓墊的質(zhì)量比活動的好得多，能積聚更多的熱量，因而能降低錠坯端頭溫度，能減少雜質(zhì)進入型材內(nèi)，有助于提高產(chǎn)量。美國卡斯圖爾公司（Castool）采用壓縮空氣冷卻擠壓墊與擠壓軸，使其溫度降到50℃左右。模具溫度對于獲得高的產(chǎn)量起著重要的作用，一般不得低于430℃；另方面，也不得過高，否則，不但硬度可能下降，同時會產(chǎn)生氧化，主要在工作帶。在模具加熱過程中，應(yīng)避免模具之間緊靠著，阻礙空氣流通。*好采用帶格的箱式加熱爐，每個模放于一個單獨的箱內(nèi)。錠坯在擠壓過程中的溫度升高可達40℃左右或更高些，升高量主要決定于模具設(shè)計。為了獲得*大產(chǎn)量，對各項溫度決不可忽視，應(yīng)記錄各個溫度并嚴加控制，以找出機臺的*大產(chǎn)量與各項溫度的關(guān)系。然后，鋁型材擠壓生產(chǎn)廠的員工都應(yīng)牢記：溫度的精密控制，對提高產(chǎn)量是至關(guān)重要的。

          高鐵車廂是用鋁材焊接的，有的高鐵線經(jīng)過零下三四十?dāng)z氏度的高寒地帶；南極科考船上的一些儀器、裝備與起居用品是以鋁材制造的，需要經(jīng)受零下六七十?dāng)z氏度的考驗；由中國經(jīng)北極到歐洲的商船上有些裝備也是用鋁材制造的，其中的一部分露在外面，環(huán)境溫度也在零下五六十?dāng)z氏度；它們能在這樣的寒冷環(huán)境中正常運轉(zhuǎn)嗎？沒問題，鋁合金及鋁材是*不怕寒冷酷熱的。說說鋁合金的低溫性能--鋁及鋁合金是*好的低溫材料，沒有低溫脆性，不像普通鋼材、鎳合金等那樣有明顯的低溫脆性，它們的強度性能雖然隨著溫度的降低而升高，但是塑性與韌性卻隨著溫度的下降而降低，即有明顯的低溫脆性?？墒卿X及鋁合金則大不一樣，沒有一絲絲低溫脆性，它們的一切力學(xué)性能均隨著溫度的降低而明顯上升，與材料的成分無關(guān)，不管是鑄造鋁合金還是變形鋁合金，也不管是粉末冶金合金，還是復(fù)合材料；與材料狀態(tài)也沒有關(guān)系，不管是加工狀態(tài)的，還是熱處理狀態(tài)的；也與錠坯制備工藝無關(guān)，不管是用鑄錠軋制的，還是用熔體連續(xù)鑄軋的或連續(xù)連軋的；與鋁的提取工藝更無關(guān)系，電解的、碳熱還原的、化學(xué)提取，通通都沒有低溫脆性；與純度也無關(guān)，不管是99.50%~99.79%的工藝純鋁，還是99.80%~99.949%的高純鋁、99.950%~99.9959%的超純鋁（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的極純鋁（extreme purity）、>99.9990%的超高純鋁等都沒有低溫脆性。有趣的是，另兩個輕金屬——鎂、鈦跟鋁一樣也沒有低溫脆性。高鐵車廂鋁材有Al-Mg系的5005合金板材、5052合金板材、5083合金板材及型材，Al-Mg-Si系的6061合金板材及型材、6N01合金型材、6063合金型材，Al-Zn-Mg系7N01合金板材及型材、7003合金型材。標(biāo)準狀態(tài)有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的數(shù)據(jù)可明顯地看出，不管哪種鋁合金，它的力學(xué)性能均隨著溫度的降低而上升，所以鋁材是一類絕妙的低溫結(jié)構(gòu)材料，火箭的低溫燃料（液氫、液氧）儲罐、液化天然氣（LNG）運輸船上與岸基儲罐、低溫化工產(chǎn)品容器、冷庫、冷藏車等都可以用鋁材制造。在地球上跑的高速列車的車廂與車頭的結(jié)構(gòu)件凡是可用鋁合金制造的零部件都可以用現(xiàn)行的相應(yīng)鋁合金制造，不需要另辟蹊徑研究一種在高寒地區(qū)運營的廂體結(jié)構(gòu)鋁合金及其生產(chǎn)工藝，當(dāng)然如果能研發(fā)一種各項性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金約大8%的7XXX合金，那當(dāng)然是功勞很大的。實際上，在我國黑龍江省，以及以后在內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾族自治區(qū)、西藏自治區(qū)、青海省跑的高鐵對鋁合金結(jié)構(gòu)來說算不了“高寒”，不需要對合金成分作特殊處理，也不需要對材料生產(chǎn)工藝參數(shù)作專門調(diào)整。只要為高張高鐵或以后為在其他寒冷地區(qū)運營的高鐵車輛廂體生產(chǎn)的鋁材性能符合中國GB、歐洲EN、日本JIS、美國ASTM等標(biāo)準要求，就是合格的產(chǎn)品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。車廂鋁合金的發(fā)展趨勢：在現(xiàn)在軌道車輛廂體制造和維護中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的擠壓型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金諸如5059、5383、6082等也有所應(yīng)用。它們都有良好的可焊性，焊絲為5356或5556合金，當(dāng)然*好是采用摩擦攪拌焊（FSW），不但焊接質(zhì)量高，而且不用焊絲。后來日本研發(fā)的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，單位%），在軌道車輛制造中獲得廣泛應(yīng)用；德國在制造高鐵Trans Rapid車廂時采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金擠壓所用的型材?？傊?，直到目前無論是中國還是其他 制造高鐵車輛基本上仍沿用這些合金。200km/h~350km/h列車廂體鋁合金：我們可根據(jù)列車運營速度將廂體鋁合金分為：速度<200km/h的車輛用的可稱為 代合金，它們是常規(guī)的合金，多用于制造城市軌道車輛廂體，如6063、6061、5083合金等；第二代鋁合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度為200km/h~350km/h的高鐵車輛廂體；第三代合金是6082、含鈧的鋁合金等。除了6N01、7N01合金（它們是日本合金，N代表Nippon）外，還有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一種低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及強度與7N01合金的相當(dāng)，并具有更高的可擠壓性能。日本東北和上越新干線、札幌地鐵大量采用7003、7N01合金生產(chǎn)壁厚3mm的寬幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法國注冊的，與美國6005合金相比，Mg與Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有與6063合金相當(dāng)?shù)目蓴D壓性能，而且強度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山陽電化鐵路3050型車輛廂體側(cè)板（寬507mm、壁厚2.5mm）、寬558mm的地板，以及制造側(cè)板掛鉤、檐梁等的大型寬幅空心型材都是用6N01合金擠壓的。350ktm/h~450km/h列車廂體鋁合金：這是廂體用的新一代鋁合金，列車速度高達450m/h，車輛須承受更大的外力，受到的震動也更強烈，因此應(yīng)研發(fā)新一代輕量化高鐵鋁合金。含鈧的鋁合金。鈧是鋁及鋁合金*有效的晶粒細化劑，也是優(yōu)化鋁合金性能有效的元素之一，鈧的含量都<0.5%，凡含有鈧的合金，不管含量多少都統(tǒng)稱鋁-鈧合金。Al-Sc合金有強度高、塑性好、可焊性優(yōu)良、抗蝕性強等優(yōu)點，是艦船、航空航天器、反應(yīng)堆、國防軍工器械等領(lǐng)域選用的新一代鋁合金之一，當(dāng)然也可以用于制造鐵路車輛結(jié)構(gòu)。不過向現(xiàn)行鋁合金添加鈧，對組 織性能的改善如何，尚有待系統(tǒng)的研究，鈧是一種稀土元素，中國是世界上的鈧生產(chǎn)國，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但總的來看還不如俄羅斯，在Al-Sc合金研究與應(yīng)用方面俄羅斯是領(lǐng)跑者。東北輕合金有限責(zé)任公司、中南大學(xué)、航天材料及工藝研究所對Al-Sc合金的研發(fā)作了許多工作，他們研究的“大尺寸5B70鋁-鎂-鈧合金板材”獲2017年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎，獲二等獎的也有一項，為“航天用可焊高強Al-Zn-Mg-Sc合金”。