工程材料--船体结构钢 (课堂PPT)

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。,1,.,前苏联台风级核潜艇,2,.,美国尼米兹级核动力航空母舰,3,.,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。,4,.,(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”：,5,.,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。,6,.,(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（FP）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:0.180.23%C、0.351.0%Mn、0.120.35Si、2.5。,7,.,(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,8,.,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,9,.,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,10,.,(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。,11,.,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,12,.,1C、2C、3C、4C,901（s=350）16Mn,902（s=400）15MnTiCu,903（s=440）14MnVTiRe,907（s=400）10CrNiMnSiCu,945