工程材料-船體結(jié)構(gòu)鋼

工程材料--船體結(jié)構(gòu)鋼第一頁，共13頁。前蘇聯(lián)臺風級核潛艇第二頁，共13頁。美國尼米茲級核動力航空母艦第三頁，共13頁。一、概述

(一)船體鋼的發(fā)展概況

結(jié)構(gòu)設(shè)計、船體材料和建造工藝是保證船體結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)異性能的三個主要方面。船體鋼的發(fā)展有兩個主要動向：一是努力提高鋼的強韌性，減輕船體重量、增加潛艇下潛深度；二是尋找新的途徑，在獲得較高強韌性的同時，降低鋼的成本。第四頁，共13頁。(二)船體鋼的性能要求按設(shè)計要求提供足夠的強度；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

可焊性是指鋼承受焊接加工的適合性。

“可焊性碳當量（Ceq）公式”：第五頁，共13頁。

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。鉻除了能提高強度、韌性外，還可以提高鋼的耐蝕性。鉻、鎳加入量較多時可使較厚的鋼板調(diào)質(zhì)后獲得回火索氏體組織，具有高的強韌性配合。鉬一般與鉻、鎳等元素聯(lián)合使用，既能有效提高鋼的強度、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。第六頁，共13頁。(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：按使用時的組織狀態(tài)分為（F＋P）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、國產(chǎn)碳素船體鋼(一)碳素船體結(jié)結(jié)構(gòu)鋼的成分特點

成分范圍：一般為:0.18～0.23%C、0.35～1.0%Mn、0.12～0.35Si、<0.05%S、0.045%P。金相組織：都是[F體(較多)+P體(較少)]。含錳量與含碳量比值：（Mn/C）>2.5。第七頁，共13頁。(二)碳素船體鋼的強度級別和牌號牌號：2C、3C、4C、5C廣泛用于建造民船A級、B級、D級和E級熱軋后正火建造海軍一些中小型艦船及輔助船第八頁，共13頁。三、船用低合金高強鋼(一)國產(chǎn)低合金船體鋼的概況

>35、40、45、52、60及80kgf/mm2等六類錳-硅系

軍用系列的有901、902、903鋼,其強度級別分別為35、40、45公斤級90116MnC

90215MnTiC90314MnVTiREC錳-硅系鋼的主要合金化元素是錳，其次是釩、鈦、鈮等。其使用狀態(tài)為熱軋或正火態(tài)。金相組織：鐵素體+珠光體第九頁，共13頁。2.鎳-鉻系國產(chǎn)鎳-鉻系鐵素體+珠光體低合金船體鋼有907鋼和945鋼907（σs=400）─10CrNiMnSiCu

945（σs=440）─12CrNiMnMoTi鎳、鉻在鋼中主要起固溶強化和提高韌性的作用。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首艦第十頁，共13頁。(三)調(diào)質(zhì)型船體鋼鉻-鎳-鉬系調(diào)質(zhì)型船體鋼

921(921A

)、922(

922A)、923(923A)鋼

921（σs=590）─12CrNi3MoV922,923（σs=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。第十一頁，共13頁。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)奧氏體型船