Легкий, прочный и устойчивый к коррозии алюминий — идеальный металл для судостроения.

Впервые он был использован при постройке парового пассажирского катера в 1891 году. Катер, названный Le Migron, был сконструирован в Швейцарии по заказу Альфреда Нобеля и был рассчитан на 8 пассажиров. Это был первый катер, частично сделанный из алюминия, что подтверждало саму возможность использования алюминия в судостроении.

Примечательно, что спустя всего три года в 1894 году Шотландская судостроительная верфь Yarrow & Co представила изготовленную из алюминия 58-метровую торпедную лодку. Этот катер с названием «Сокол» был сделан для военно-морского флота Российской империи. Лодка развивала рекордную для того времени скорость в 32 узла.

Годом позже катер из алюминия «Defender» победил в одной из самых престижных в Америке регат (American Cup), окончательно доказав преимущество нового металла. Но в 1895 году стоимость алюминия была в 35 раз выше, чем стоимость стали, что препятствовало активному использованию «легкого металла». Позднее открылся еще один недостаток — коррозия. Как это не удивительно сегодня звучит, оказалось, что сделанные в начале века из алюминия яхты начали подвергаться сильной коррозии в соленой воде. Срок службы всех этих судов оказался на порядок меньше аналогичных судов, сделанных из стали. Несовершенные технологичные процессы и непонимание всех свойств и возможностей алюминия мешали широкому распространению этого металла в судостроении. Инженеры оказались перед сложной проблемой, решить которую удалось только спустя десятилетия.

На протяжении долгих лет сталь была самым распространенным и безальтернативным материалом в судостроении, благодаря своей прочности и низкой стоимости. И хотя у стали есть множество преимуществ, главный ее недостаток это вес. Строительство все более грузоподъемных судов делало их громоздкими и плохо управляемыми. Так, за прошедший век с 1910 года максимальный вес судов увеличился более чем в два раза — с 46 тыс. тонн («Titanic») до 109 тыс. тон («Golden Princess»). Фактор веса очень важен в судостроении, так как в конечном итоге он определяет скорость и перевозимую массу полезного груза. И чем быстрее и больше груза перевозят суда, тем быстрее окупаются инвестиции в строительство и больше прибыли получают судовладельцы. Именно это стимулировало к изучению алюминия и его возможностей. Ведь использование «легкого металла» позволяет снизить вес корабля более чем на 50%.

Первые исследования свойств сплавов из алюминия начались в самом начале века, но только к сороковым годам ученые, изучающие проблему коррозии алюминия в морской воде, открыли, что добавление небольшого количества магния и кремния делают алюминий устойчивым к соленой воде. Базовым сплавом судостроителей считается сплав 5083, зарегистрированный Ассоциацией производителей Алюминия (Aluminium Association) в 1954 г. Хотя этот сплав часто называется судостроительным, он также широко применяется и во многих других отраслях. Сплав 5083 завоевал популярность в судостроении прежде всего благодаря таким своим свойствам, как высокая прочность, коррозионная стойкость, хорошая формуемость и отличные сварочные характеристики.

К шестидесятым годам XX века усовершенствование технологии, а также удешевление алюминия привели к повсеместному использованию «легкого» металла в судостроении- алюминий стали применять при изготовлении корпуса яхт, надстроек, мачт, портовых инфраструктур. В 70-е годы в Скандинавии появились первые скоростные пассажирские суда — катамараны, сделанные из алюминия. Легкие и быстрые, они доказали свою экономическую выгоду и преимущество в скорости и на долгие годы стали стандартом для пассажирских перевозок.

Сегодня сплавы из алюминия, используемые в судостроении, в 100 раз медленнее, чем сталь, поддаются коррозии. В течение первого года эксплуатации сталь покрывается коррозией со скоростью 120 мм в год, в то время как алюминий — со скоростью 1 мм в год.

Поэтому суда из алюминия не требуют такого ухода, как суда из стали, что сказывается на стоимости их содержания. Как правило, все спортивные суда от корпуса до надстроек изготавливаются из алюминия, что дает существенный выигрыш в скорости; а корпуса судов повышенной грузоподъемности изготавливаются из стали, тогда как надстройки и другое вспомогательное оборудование делается из алюминиевых сплавов, снижая общий вес судна и повышая его грузоподъемность.

Наиболее широкое применение среди алюминиевых сплавов для изготовления конструкций речного и морского флота находят магналиевые сплавы АМгЗ, АМг5, АМг61, АМц и Д16 или международные аналоги 5083, 5086, 5454.

До последнего времени сплав 5083, практически не имел конкурентов среди других алюминиевых сплавов. В 1995 г. компанией Pechiney (Франция) зарегистрирован алюминиевый сплав 5383, являющийся улучшенным сплавом 5083. Повысилась коррозионная стойкость металла, на 10% увеличилась ударная вязкость. Эти улучшения потенциально позволяют существенно уменьшить массу сварных судов и включают в себя увеличение на 15 % предела текучести сварных конструкций. Вместе с характеристиками, касающимися характеристик формообразования, загиба, резки и свариваемости, по крайней мере, одинаковых с характеристиками сплава 5083, они делают сплав 5383 очень привлекательным для конструкторов и производителей более крупных и быстроходных судов.

В 1999 г. компания Corus Aluminium Walzproducte GmbH (Кобленц, Германия) зарегистрировала в Американской алюминиевой ассоциации (American Aluminiun Association) сплав 5059 на основе алюминия, названный Alustar. Этот новый сплав доказал что алюминий может быть прочнее стали. Cплав имеет величины временного сопротивления и предела текучести, сравнимые с соответствующими величинами низколегированной стали S235. AlCu4SiMg (AA2014). Этот сплав, разработанный также для кораблестроительной промышленности, имеет существенно улучшенные по сравнению с традиционным сплавом 5083 прочностные характеристики: предел текучести до сварки увеличен на 26 % и на 28 % — после сварки (сварка термообработанных листов Н321/Н116 из сплава марки АА5059).

Исследования продолжаются и возможно, что в скором времени ученые представят нам еще более легкие и прочные алюминиевые сплавы, которые позволят конструкторам создавать суда и конструкции нового поколения.