工程材料--船體結(jié)構(gòu)鋼

1、第四節(jié)船體結(jié)構(gòu)鋼第四節(jié)船體結(jié)構(gòu)鋼 建造艦船結(jié)構(gòu)(如外殼板、龍骨、肋骨、甲板)用的鋼材稱為船體結(jié)構(gòu)鋼，簡(jiǎn)稱為船體鋼。前蘇聯(lián)臺(tái)風(fēng)級(jí)核潛艇美國(guó)尼米茲級(jí)核動(dòng)力航空母艦一、一、 概述概述 (一) 船體鋼的發(fā)展概況 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、船體材料和建造工藝是保證船體結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)異性能的三個(gè)主要方面。 船體鋼的發(fā)展有兩個(gè)主要?jiǎng)酉颍阂皇桥μ岣咪摰膹?qiáng)韌性，減輕船體重量、增加潛艇下潛深度；二是尋找新的途徑，在獲得較高強(qiáng)韌性的同時(shí)，降低鋼的成本。(二) 船體鋼的性能要求 按設(shè)計(jì)要求提供足夠的強(qiáng)度；具有足夠的韌性，包括低溫韌性；較好的耐蝕性；良好的工藝性能，其中最重要的是可焊性和冷熱彎性能。 (三) 船體鋼的成分特點(diǎn) 可焊性是指

2、鋼承受焊接加工的適合性。 “可焊性碳當(dāng)量（可焊性碳當(dāng)量（Ceq）公式）公式”：1111111Ceq(%)=C+ Mn+ Cr+ Mo+ V+Cu+Si+Ni6545132415 C 含量：一般碳素船體鋼的含碳量不超過0.25%。 合金船體鋼中常加入的合金元素有：錳、硅、鎳、鉻、鉬、釩、鈦、鈮等。 適量的錳可有效地提高強(qiáng)度、韌性和降低脆性轉(zhuǎn)變溫度。 硅溶入鐵素體有顯著的固溶強(qiáng)化效果。 鎳是提高韌性和降低脆性轉(zhuǎn)變溫度最有效的元素。 鉻除了能提高強(qiáng)度、韌性外，還可以提高鋼的耐蝕性。鉻、鎳加入量較多時(shí)可使較厚的鋼板調(diào)質(zhì)后獲得回火索氏體組織，具有高的強(qiáng)韌性配合。 鉬一般與鉻、鎳等元素聯(lián)合使用，既能有效提

3、高鋼的強(qiáng)度、淬透性、回火抗力，又可減小回火脆性，鉬還是提高鋼材耐海水腐蝕性能的元素。 (四) 船體鋼的分類 分為兩大類：碳素船體鋼與合金船體鋼。 合金船體鋼：按使用時(shí)的組織狀態(tài)分為（FP）型、調(diào)質(zhì)型(回火馬氏體、回火索氏體)、下貝氏體型及奧氏體型等不同類型。 二、二、 國(guó)產(chǎn)碳素船體鋼國(guó)產(chǎn)碳素船體鋼(一) 碳素船體結(jié)結(jié)構(gòu)鋼的成分特點(diǎn) 成分范圍：一般為:0.180.23%C、0.351.0%Mn、0.120.35Si、2.5 。(二) 碳素船體鋼的強(qiáng)度級(jí)別和牌號(hào) 牌號(hào)：2C、3C、4C、5C 廣泛用于建造民船 A級(jí)、B級(jí)、D級(jí)和E級(jí) 熱軋后正火 建造海軍一些中小型艦船及輔助船 三、三、 船用低合金

4、高強(qiáng)鋼船用低合金高強(qiáng)鋼(一) 國(guó)產(chǎn)低合金船體鋼的概況 35、40、45、52、60及80kgf/mm2等六類 n錳-硅系 n 軍用系列的有901、902、903鋼,其強(qiáng)度級(jí)別分別為35、40、45公斤級(jí) n 901 16MnCn 902 15MnTiCn 903 14MnVTiREC n 錳-硅系鋼的主要合金化元素是錳，其次是釩、n鈦、鈮等。其使用狀態(tài)為熱軋或正火態(tài)。1. 金相組織：鐵素體+珠光體 2. 鎳-鉻系 國(guó)產(chǎn)鎳-鉻系鐵素體+珠光體低合金船體鋼有907鋼和945鋼 907（s=400）10CrNiMnSiCu 945（s=440）12CrNiMnMoTi 鎳、鉻在鋼中主要起固溶強(qiáng)化和提

5、高韌性的作用。 907制作035及039型潛艇的非耐壓殼 945其薄板組織為鐵素體和珠光體；中板組織是鐵素體和貝氏體；厚板采用調(diào)質(zhì)處理,組織為鐵素體和回火馬氏體 945已用于制造052首艦 (三三) 調(diào)質(zhì)型船體鋼調(diào)質(zhì)型船體鋼 n鉻-鎳-鉬系調(diào)質(zhì)型船體鋼 n 921(921A )、922( 922A)、923(923A)鋼 921（s=590）12CrNi3MoV 922, 923 （s=590）12CrNi3MoCu 這類鋼中含有較多的鎳、鉻，并加入了鉬，提 高了鋼的淬透性。鎳、鉻溶入鐵素體還起到固溶強(qiáng)化作用，并提高了鋼的韌性，尤其是鎳，可顯著降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度。其他元素如鉬還可消除高溫回火脆性，釩則起到細(xì)化晶粒的作用。鎳、鉻、鉬等元素都有利于提高鋼的耐海水腐蝕性能 。 主要用于制造潛艇的耐壓船體或深潛器 3. 904鋼、905鋼 0.5Mo+B為基本成分另加錳、鎳、鉻等元素的60公斤級(jí)貝氏體型船體鋼 904、905鋼可分別代替921、922鋼制造潛艇耐壓結(jié)構(gòu) (四四) 奧氏體型船體鋼奧氏體型船體鋼低磁鋼低磁鋼 917（s=400）45Mn17Al3 建造掃雷艇外,還是水面和水下艦船磁羅經(jīng)附近的船殼體材料 1C、2C、3C、4C901（s=350）16Mn902（s=400）15MnTiCu903（s=440）14MnVTiRe907（s=400）