工程材料--船体结构钢PPT课件

第四节船体结构钢 建造舰船结构 如外壳板 龙骨 肋骨 甲板 用的钢材称为船体结构钢 简称为船体钢 前苏联台风级核潜艇 美国尼米兹级核动力航空母舰 一 概述 一 船体钢的发展概况结构设计 船体材料和建造工艺是保证船体结构获得优异性能的三个主要方面 船体钢的发展有两个主要动向 一是努力提高钢的强韧性 减轻船体重量 增加潜艇下潜深度 二是寻找新的途径 在获得较高强韧性的同时 降低钢的成本 二 船体钢的性能要求按设计要求提供足够的强度 具有足够的韧性 包括低温韧性 较好的耐蚀性 良好的工艺性能 其中最重要的是可焊性和冷热弯性能 三 船体钢的成分特点可焊性是指钢承受焊接加工的适合性 可焊性碳当量 Ceq 公式 C含量 一般碳素船体钢的含碳量不超过0 25 合金船体钢中常加入的合金元素有 锰 硅 镍 铬 钼 钒 钛 铌等 适量的锰可有效地提高强度 韧性和降低脆性转变温度 硅溶入铁素体有显著的固溶强化效果 镍是提高韧性和降低脆性转变温度最有效的元素 铬除了能提高强度 韧性外 还可以提高钢的耐蚀性 铬 镍加入量较多时可使较厚的钢板调质后获得回火索氏体组织 具有高的强韧性配合 钼一般与铬 镍等元素联合使用 既能有效提高钢的强度 淬透性 回火抗力 又可减小回火脆性 钼还是提高钢材耐海水腐蚀性能的元素 四 船体钢的分类分为两大类 碳素船体钢与合金船体钢 合金船体钢 按使用时的组织状态分为 F P 型 调质型 回火马氏体 回火索氏体 下贝氏体型及奥氏体型等不同类型 二 国产碳素船体钢 一 碳素船体结结构钢的成分特点成分范围 一般为 0 18 0 23 C 0 35 1 0 Mn 0 12 0 35Si 2 5 二 碳素船体钢的强度级别和牌号牌号 2C 3C 4C 5C广泛用于建造民船A级 B级 D级和E级热轧后正火建造海军一些中小型舰船及辅助船 三 船用低合金高强钢 一 国产低合金船体钢的概况 35 40 45 52 60及80kgf mm2等六类锰 硅系军用系列的有901 902 903钢 其强度级别分别为35 40 45公斤级90116MnC90215MnTiC90314MnVTiREC锰 硅系钢的主要合金化元素是锰 其次是钒 钛 铌等 其使用状态为热轧或正火态 金相组织 铁素体 珠光体 2 镍 铬系国产镍 铬系铁素体 珠光体低合金船体钢有907钢和945钢907 s 400 10CrNiMnSiCu945 s 440 12CrNiMnMoTi镍 铬在钢中主要起固溶强化和提高韧性的作用 907制作035及039型潜艇的非耐压壳 945其薄板组织为铁素体和珠光体 中板组织是铁素体和贝氏体 厚板采用调质处理 组织为铁素体和回火马氏体945已用于制造052首舰 三 调质型船体钢铬 镍 钼系调质型船体钢921 921A 922 922A 923 923A 钢921 s 590 12CrNi3MoV922 923 s 590 12CrNi3MoCu这类钢中含有较多的镍 铬 并加入了钼 提高了钢的淬透性 镍 铬溶入铁素体还起到固溶强化作用 并提高了钢的韧性 尤其是镍 可显著降低钢的脆性转变温度 其他元素如钼还可消除高温回火脆性 钒则起到细化晶粒的作用 镍 铬 钼等元素都有利于提高钢的耐海水腐蚀性能 主要用于制造潜艇的耐压船体或深潜器3 904钢 905钢0 5Mo B为基本成分另加锰 镍 铬等元素的60公斤级贝氏体型船体钢904 905钢可分别代替921 922钢制造潜艇耐压结构 四 奥氏体型船体钢 低磁钢917 s 400 45Mn17Al3 建造扫雷艇外 还是水面和水下舰船磁罗经附近的船壳体材料 1C 2C 3C 4C 901 s 350 16Mn 902 s 400 15MnTiCu 903 s 440 14MnVTiRe 907 s 400 10CrNiMnSiCu 945 s 440 12CrNiMnMoTi 921 s 590 12CrNi3