造__船__材__料课件

1、 造 船 材 料 Shipbuilding Materials 1.材料的作用与意义材料与材料科学：1、材料发展史 材料的定义：人类社会所能接受并经济地制造有用物品的物质。 材料是人类赖以生存和发展生产的物质基础，也是社会文明发达和生产技术进步的标志。 历史学家曾用“材料”来划分人类的时代：如石器时代、 陶器时代、铜器时代、铁器时代等。 回顾人类的发展史，可以看到材料、能源、信息、生物这四根支柱支撑着人类赖以生存的大厦。2、材料科学技术：材料科学定义： 是研究材料结构与材料性能之间关系的一门科学。材料工程定义： 讨论材料的成分、结构、性能等内容，阐述材料在工程中的应用规律以及合理选材用材的方法

2、。材料科学技术 材料科学 材料工程。3、船舶建造方法与所用材料的密切关系1、19世纪以前，主要是以木材造船；2、19世纪中叶，出现铁船；3、19世纪末开始，建造钢船。4、造船史上的两次革命：1、木材 钢（铁）woodsteel2、铆接 焊接 rivetwelding第一章：绪论第一节：造船材料的分类第二节：对造船材料的主要性能要求第三节：船用材料的检验工程材料的分类1、金属材料（黑色金属、有色金属） metallic material2、有机高分子材料（纤维、橡胶、涂料、塑料）organic high polymer material3、无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）（硅酸盐材料）inor

3、ganic non-metallic material1.1 造船材料的分类 造船工业是一个复杂的综合性工业，采用的材料品种多，数量大。Question? 1、一条VLCC船，有多少部件？ 2、与飞机、汽车比较，谁多？AnswerTable1.1 Number of Unique Parts in ProductBook：Ship Design and Construction 2004 Editor: Thomas Lamb Chapter 1, Page 1-3. Today ship design is seen as a typically mutli-disciplinary act

4、ivity. Because of this, no one person is expected to be equally proficient in all the disciplines involved and this requires the use of what has become known as Systems Engineering and terms to accomplish the successful design of any large complex product. Ships are among the most complex products i

5、n the world. Design is a process of synthesis (refining) and integration coving many disciplines. Successful design depends on knowing what information is required, how to get it, and how to use it. 建造一艘10000吨货轮，仅钢材就需要5000吨。船体建造流程 钢材下料加工（切割、弯曲）零件部件组件分段总段船体1.1金属材料黑色金属（船用钢材铸铁） 有色金属（有色金属其合金）1.2非金属材料按来源

6、；有机非金属材料（木材、塑料、橡胶、石化产品）；无机非金属材料（水泥、玻璃、石棉）1.2 对造船材料的主要性能要求一、具有一定的机械性能；二、良好的工艺性能；三、较好的耐腐蚀性能；四、适合的使用性能；五、良好的经济性。 上述各项要求有时是矛盾的，要合理解决。1.3 船用材料的检验目的：符合技术规范或定货合同要求，保证良好的机械性能和运营可靠性。分类：1、产品检验：质量证书 2、复查检验：船厂按船舶建造规范对材料的有关规定，对所使用的船用材料（或制品）进行的抽查或补充检查。验船部门的检验合格印记，如下图 1.3.2船舶建造规范对材料试验的有关规定（对金属材料的验收内容）一、化学成分分析二、机械性

7、能试验；材料拉伸试验： 硬度试验：冲击试验：三、工艺性能试验（冷弯性、可焊性）四、内外部缺陷的检验 外部缺陷：肉眼、放大镜、显微镜（铸件表面缺陷） 内部缺陷：x射线、磁力探伤、超声波（气泡、缩孔、偏析）规范对造船材料的规定1991年内河钢船建造规范第七篇：材料篇1989年钢质海船入级与建造规范第九篇： 规范对材料的主要要求1、加强对钢材生产的监督检查，保证材料成分和性能；2、造船厂和产品厂必须向经船检部门认可的钢厂认购并取得材质证书；3、发现成分和性能不合格的钢材，要按规范进行复验，直至确认合格。 钢铁是怎样炼成的?钢铁生产简介一、生铁的冶炼 设备：高炉（3040 m） 原料：铁矿石（Fe2O

8、3 Fe3O4 FeCO3）、废石（SiO2 MnO） 燃料（焦炭）溶剂 （石灰石CaCO3，造渣材料）高炉炼铁的物理化学过程： 1、焦炭的燃烧： C + O CO2 + Q CO2 + C CO 2、铁的还原：Fe3O4+C Fe2O3+CO2 3、铁的增碳： 9001200 生铁（C 含量 3%） 铁水 4、造渣：FeS + CaO CaS + FeO 5、去硫： 6、其他元素的还原：Si 、 Mn 、 P二、钢的冶炼： 炼钢：为改善生铁的性能，将其含碳量降至某一范围，使Si、Mn、S、P 等杂质的含量降低到一定限度的过程。实质上是生铁的氧化过程。 方法：向铁水中送入氧，使其发生各种氧化反

9、应。 设备：转炉、平炉、电炉。 原料：生铁（L或S态）、废钢、熔剂现代化炼钢的基本过程：1、氧化：Fe + O2 FeO + Q；Si(Mn) + O2 FeO. SiO2（炉渣）；C + O CO2、脱氧：FeO + Mn Fe Si 3、降低S、P含量（脱硫、脱磷） 钢的浇注方法： 1、模铸法 2、连续铸锭法钢材成型方法： 1、轧制：板材、型材、管材； 2、挤压： 3、拉拔：丝、管感想？百炼成钢！第二章：钢材及其性能要求第一节：钢材的分类、名称及代号第二节：钢材的性能表征第三节：铁碳合金相图第四节：钢材热处理2.1 钢材的分类、名称及代号一、钢材分类概况1、按用途分：建筑工程用钢（普通碳素

10、钢、低合金高强度钢）结构钢工具钢弹簧钢耐酸钢电工钢专业用钢（船舶、桥梁、压力容器、锅炉）其他2、按冶炼工艺分：按冶炼方法：转炉钢；平炉钢；电炉钢按脱氧程度: 镇静钢；半镇静钢；沸腾钢3、按所含元素分：碳素钢：（按含碳量）低碳钢；中碳钢 ；高碳钢 （按含硫、磷）普通碳素钢；优质碳素钢合金钢：低合金钢；中合金钢；高合金钢4、按钢材尺度分： 板材：薄、中厚、厚、特厚板 型材：小型、中型、大型型材5、按内部组织分： 珠光体钢；马氏体钢 ；奥氏体钢 二、钢材按冶炼方法分类的比较：三、钢材按脱氧程度分类的比较：四、钢材按合金元素分类：. 碳素钢1、定义：钢中除含有一定量的为脱氧而加入的Si. Mn合金元素

11、外，不含其他合金元素（残余合金元素例外）的钢，称为碳素钢。 其中： 普通碳素钢：含一般S、P量的钢 优质碳素钢：充分去除有害杂质（S、P）及气体，脱氧程度比普通碳素钢更完全。2、分类：合金钢定义：除含Si、Mn合金元素或脱氧元素外，还有其他合金元素（如Cr、Ni、Ti、Cu等）或某些非金属元素（如B、N）的钢，称为合金钢。合金钢按其合金元素总含量的分类：五、钢材按尺度分类：板材分类 型材分类 大、中、小型型材1. 高度：工字钢、横钢2. 直径、边宽：圆钢、方钢、六角、八角、螺纹钢3. 边宽：扁钢、等边角钢、不等边角钢六、钢材的名称及其代号 GB21179 “钢铁产品牌号表示方法” 汉字 字母平

12、炉钢 平 P沸腾钢 沸 F半镇静钢 半 b甲类钢 甲 A乙类钢 乙 B特类钢 特 T船用钢 船 C 重 点 一般强度船体结构用钢过去：2C 3C 4C 5C现在： A B D E （等级） 说明：牌号规定采用汉语拼音、化学元素符号及阿拉伯数字相结合表示法。具体规定可概括为：1、钢号中的合金元素用化学符号表示，如Mn、S、P等；2、钢中碳和合金元素含量以数字表示，含碳量写在其他合金元素之前，合金元素写在相应元素符号后面；3、元素含量的表示方法（对结构钢）C： 以0.01%为单位， 合金元素：以1为单位（1.5%不以数字标出,） 举例：16Mn 15MnTi2.2 钢材性能的表征一、钢材机械性能的

13、表征船用钢材的主要机械性能表征是：强度、塑性和缺口韧性。强度指标：1、强度 ：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。 单位：N/mm2或Kg/mm2在造船中的作用：强度是船体结构材料的基本指标，是保证结构使用性能的最重要条件。2、屈服点 ： （物理屈服强度）定义：试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而试样仍继续变形时的恒定负荷除以原横剖面积所得的应力。作用：屈服点是造船材料（钢材）机械性能的主要指标。在国内通常以此作为船体强度计算的技术依据，从而决定结构的重量，并在很大程度上决定结构的刚性。“对不同的船舶，应选择屈服强度适当的钢材建造。”如何理解？规范要求船用碳素钢： 235N/mm

14、2 ；低合金刚根据使用要求确定。3、抗拉强度 （强度极限） 定义： 作用： 与冶炼工艺有关，其下限过低意味着钢的生产过程不正常或冶炼质量不高，其上限过高意味着工厂采用不容许的低温终轧或不完全退火，使钢材过度硬化，造成机械加工困难。“规范”要求：400490 N/mm24、屈强比：定义：屈服点与抗拉强度的比值。作用：为钢材强度储备的一个指标。说明：要求：船用碳素钢：0.6 左右；低合金钢：不大于 0.8。5、疲劳强度 定义：试样在重复或交变负荷作用下，循环一定周次N后断裂时所能承受的最大应力。作用：船舶在使用过程中，要承受各种变负荷作用，从而使结构产生疲劳。振动疲劳等可能导致结构破坏。规范尚未反

15、映。塑性指标：1、塑性：定义：金属材料在受力破坏前经受永久变形的能力。作用：是衡量船体结构材料好坏的重要指标之一。材料具有良好的塑性，才能在制造过程中承受冷热加工，在航行过程中避免船舶局部受力而破坏。2、延伸率（伸长率） 定义： 作用：满足船体建造中工艺要求（如加工、矫正）要求：一般船用钢材， 223、断面收缩率 定义： 要求：船用钢材 50% .规范未作规定。韧性指标1、缺口韧性：定义：金属材料抵抗带有缺口时发生脆性破坏的能力。2、冲击韧性 定义：受冲击负荷破坏时，试样刻槽处单位横剖面所消耗的能量。它代表金属材料抵抗冲击载荷和脆性破坏的能力。冲击值 ：作用：它是缺口韧性的主要衡量标准，也是现

16、代各国造船钢材分级的基础。“低温冲击韧性”硬度指标1、布氏硬度HB2、洛氏硬度HR3、维氏硬度HV二、钢材的工艺性能的表征 1、冷弯性能：定义：金属材料承受冷弯曲加工的能力。分类：1、标准冷弯（窄冷弯） 2、宽冷弯作用：要求：标准冷弯试验180不裂；宽冷弯试验120 不裂，180 不断。 2、切削加工性：定义：金属材料承受切削加工的难易程度。作用：对钢材边缘加工（如刨边、钻孔、冲孔）的速度和质量有较大影响。要求：有良好的切削加工性。 3、不淬硬性：定义：金属材料承受相似于淬火的温度骤变后所能达到的最高硬度的能力。也称“淬硬性”作用：影响钢材的水火弯板和火工矫正性能。要求：硬度升高不大，即应有良

17、好的不淬硬性。水火弯板介绍船体外板： 1、单曲度（三芯辊弯） 2、双曲度（水火弯板）鞍形板、帆形板 4、热加工性能：定义：金属材料在高于再结晶温度时，承受塑性变形的能力。 5、可焊性：定义：金属材料在一定工艺条件和结构状态下，获得优质焊接接头性能的难易程度。作用：造船材料的重要工艺性能之一，它直接影响船体结构、使用性能和建造的难易。钢材化学成分满足可焊性的条件：1、含碳量 0.25% 2、对低碳钢 C1/6Mn0.4%3、P0.5%； S0.5% 要求：1、焊缝及其热影响区不产生冷热裂缝倾向；2、焊缝及其热影响区强度、塑性无显著变化；3、热影响区小，焊后不必进行热处理；4、刚性固定下具有较好塑

18、性。思考题11、对造船材料的主要性能要求有哪些？2、镇静钢、碳素钢、合金钢的定义？3、钢材性能表征有哪些指标，在造船中的作用？4、 如何理解对不同的船舶，应选择屈服强度适当的钢材建造？2.3 铁碳合金相图定义：铁碳相图是研究铁碳合金组织与性能关系的重要工具。意义：对制定钢铁材料的各种加工工艺有重要的指导意义。碳在铁碳合金中存在形式：1、以原子形式溶于铁晶格中，形成以铁为基的间隙固溶体；2、与铁形成化合物（Fe3C、 Fe2C、 FeC）；3、在一定条件下形成游离态石墨。铁碳相图的研究范围： FeFe3C（含C 6.69%）相图 Why？在钢中，含碳量：2.11%在铸铁中，含碳量： 5% 铁碳合

19、金很脆，没有实用价值。晶体结构基础知识：一、组元的性能与相的类型：1、纯铁： 99.899.9% 工业纯铁 性能： HB5080 晶体结构： 912 1394 体心 面心 体心同素异构转变。 2、铁素体：定义：碳在 中形成的固溶体，称为铁素体。用 表示。 性能：与纯铁相近。硬度低 塑性、韧性高3、奥氏体：定义：碳溶于 形成的固溶体。最大溶解度为2.11%，why? 性能：与含碳量及晶粒度有关；是一个硬度较低，而塑性较高的相。 4、渗碳体：定义：铁和碳的化合物，Fe3C （含C量6.69%）由于碳在aFe中的溶解度很小，所以常温下，碳在铁碳合金中主要是以渗碳体形式存在。性能：硬度高、脆性大，塑性

20、及冲击韧性几乎未零。 作用：是碳钢中的主要强化相，它的形态、大小、分布对钢的性能有很大影响。小结：在FeFe3C相图中，有四种合金相。1、液相：2、渗碳体：3、铁素体：4、奥氏体：定义：是在平衡状态下铁碳合金的组织，成分和温度相互关系的一种合金状态图。作用：它是制定钢铁热处理工艺的基础。常用部分如下图：相图中的相变线与相变点：ABCD：液相线AHJECF：固相线ES：碳在奥氏体中的溶解度曲线PQ：碳在铁素体中的溶解度曲线GS：奥铁（起） 铁奥（终）PSK：共析线三、铁碳合金的一般分类根据相图上所示成分和室温组织的不同，铁碳合金可分为：1、工业纯铁：C 0.0218%，组织为铁素体2、钢：C 0

21、.02182.11%高温：组织为奥氏体，具有良好的塑性，适合于锻造。室温：亚共析钢：C0.77% 组织：珠光体+二次渗碳体3、白口铁 C：2.116.69% 特点：液态结晶都有共晶转变，生成莱氏体，因而有较好的铸造性能。高温组织中渗碳体量多，硬而脆，不能锻造。四、碳含量对钢组织和性能的影响（成分性能关系）碳钢的机械性能主要取决于含碳量以及渗碳体存在的形态与分布等因素。参见下图。五、铁碳合金相图的应用铁碳相图反映了铁碳合金的组织随温度、成分而变化的客观规律，应用这些规律可指导生产实践。但注意：1、相图是在极缓慢加热及冷却测制出的，与实际过程有差别；2、铁碳相图是二元合金相图，实际钢中含有杂质，对

22、性能有影响。应用：1、可作为根据工件性能要求合理选用材料的依据；2、为制定加工工艺提供参考依据； 铸造方面的应用：铸铁浇注温度（靠近共晶点，流动性好）； 锻造方面的应用：选择在单相奥氏体的适当范围内进行。3、制定热处理工艺的依据。2.4 钢材热处理热处理1、定义：利用钢材在固态范围内加热与冷却的方法，改变合金相的内部组织，从而得到所要求的性能的一种工艺方法。2、目的与作用：消除由前道工序所产生的缺陷（如消除内应力），为后道工序创造条件。 也是进一步提高合金性能的重要途径。3、处理过程：碳钢在常温下的组织： 铁素体渗碳体 组织转变 均匀的奥氏体 不同的冷却方法 不同的组织所需性能几种主要的热处理

23、工艺方法：一、退火 定义：把钢加热至一定温度（A1或A3线以上）保温一定时间后随炉冷却（或空冷），从而得到接近于平衡组织的热处理方法。A1线：723 A3线：910其中包括几种形式：1、再结晶退火 650700 2、低温退火 500600 3、完全退火 800900 4、扩散退火5、等温退火应用范围：亚共析钢（C0.8%） 合金钢的铸件及锻压件 目的与作用：1、细化晶粒，均匀组织，以提高机械性能；2、软化钢的硬度；3、消除内应力（焊接、加工），提高塑性。二、正火：定义：将钢构件加热至一定温度（A3以上），使钢全部奥氏体化，保温适当时间后，在空气中冷却。（冷却速度比退火快） 热处理曲线示意图：

24、应用范围；仅用于低碳钢和低合金钢（造船中常用） 目的与作用：1、提高低碳钢的机械性能（特别是冲击韧性），并改善切削加工性能；2、细化晶粒，使钢材得到稳定均匀的组织。三、淬火定义：将钢加热到A3或A1以上3050，保温一定时间后，以大于临界冷却速度快速冷却，从而得到高硬度（马氏体）组织的一种热处理方法。应用范围：1、完全淬火：对亚共析钢2、不完全淬火：对过共析钢目的与作用：获得不均匀（不稳定）组织（马奥），钢处于高应力状态，具有较大的硬度和脆性，韧性差，并通过随 后的回火得到一定的综合机械性能。四、回火定义：将淬火后的钢材（或零件）重新加热到相变温度A1以下的某一温度，保温一段时间后水冷或油冷却

25、至室温，以得到预期性能。 分类：1、低温回火（150200）：高硬度零件2、中温回火（350500）：弹簧、热锻件3、高温回火（500650）目的与作用：消除淬火后的内应力，降低钢的脆性，使其具有一定韧性、稳定组织，使构件获得较好的综合机械性能。五、调质定义：钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺。 调质淬火高温回火应用范围：中碳钢（35、40、45）中合金钢目的与作用：获得索氏体组织，具有良好综合机械性能，即高强度和高韧性的适当配合。 造船中常用的热处理：虽然一般船体结构钢都是以热轧状态（正火）供应的，需要热处理的较少，但随着船用合金的应用，热处理对改善船用钢材的性能日益重要。例如：1、较薄的低

26、合金钢，由于停轧温度较低，往往引起加工硬化，可采用高温回火提高塑性、韧性和消除应力；2、热轧钢材中出现带状组织，可采用正火方法加以消除。 钢中杂质及其对性能的影响1、硫 S 有害元素 钢的热脆性： 影响：机械性能明显的方向性，损害可焊性，耐腐蚀性。 控制范围：0.05%2、磷 P 有害元素 由生铁、废钢、溶剂带入钢的冷脆性：控制范围：0.045%3、硅 Si 脱氧剂4、锰 Mn 有益元素5、O、N、H 有害杂质 提高船体结构钢机械性能的有效途径目的：尽可能提高其强度而保证有足够的塑性与韧性。思路：从改变金属组织、结构的冶金、工艺等方面来着手设法提高其各种性能。具体方法（途径）：l 途径一、合金

27、化：（固溶强化）固溶体：组成合金的元素在固态时相互溶解，形成均匀组织。包括：溶剂与溶质。固溶强化：原因：应用： （有限）C0.15%； Mn、Si2%l 途径二、细化晶粒；通常晶粒愈细，性能愈好。 细化晶粒的方法：1、增加液态金属的冷却速度（即增加过冷度），使形成的晶核多，晶粒就细；2、加入高溶点物质，增加非自发核心；3、用热处理或冷热加工方法细化晶粒。l 途径三、改变金相组织由于FeC合金在不同成分和不同温度下有不同的金相组织，而不同的金相组织其机械性能亦各不相同，所以可以根据使用要求，通过控制成分，加热或冷却温度和速度来改变钢材的金相组织，以获得需要的机械性能。具体金相组织如下：1. 铁素

28、体：2. 渗碳体：3. 奥氏体： （高温组织）4. 珠光体： （铁素体与渗碳体的机械混合物、常温组织）5. 莱氏体：6. 马氏体：过饱和的A固溶体l 途径四、热处理 利用钢材在固态范围内加热与冷却的方法，改变合金相的内部组织，从而得到所要求的性能的一种工艺方法。消除由前道工序所产生的缺陷（如消除内应力），为后道工序创造条件。也是进一步提高合金性能的重要途径。常用方法：退火、正火、淬火、回火l 途径五：改善冶金质量钢材在生产过程中，要经过冶炼、铸锭、轧制（或锻造）等工序，最后成材，这些工艺过程所控制的质量，称为冶金质量。l 途径六、控制轧制在一定合金化的基础上，控制钢坯的开轧温度与变形，尤其是在

29、较低的终轧温度，采用大压下量，使之晶粒已经细化的形变奥氏体在再结晶后控制其不再长大，经过控冷得到细小的铁素体晶粒，同时具有高密度位错，由此造成强化和低温韧性的显著提高，这种强化方法，称为控制轧制。思考题21、Fe-C合金相图中， （1）主要有哪4种相组织，各有什么特点？ （2）PQ、ES、GS曲线各代表什么含义？ （3）什么是共析转变、共析点？2、什么是正火（调质），其应用范围和作用是什么？3、钢中杂质有哪些，其中S、P各有什么危害？4、提高船体结构钢的机械性能的有效途径有哪些？第三章 船体结构钢第一节：船体结构钢的发展概况第二节：船用碳素结构钢第三节：船用合金钢及特种钢第四节：海洋平台用钢

30、3.1 船体结构钢的发展概况国内：一.五期间，试制2C、3C、4C等类型一般强度船体钢，研制16Mn、15MnTi钢；1959年后仿制苏联潜艇用钢、防弹钢、低磁钢。1977开始耐腐蚀船体钢研制。形成系列，基本满足舰船建造要求。为配合出口船舶的生产，试制了高强度钢，如315N/mm2 （32 kgf/mm2）、 355N/mm2 （36 kgf/mm2）差距：1、品种单一；2、冶炼质量差；3、验收标准低。例如，1991年江南船厂“华粤”3000立方全压式LPG运输船（1994年获国家级金奖） ，使用钢材为德国Dillinger钢厂的DSE620V调质细晶粒高强度钢。对于高强度船体钢，一般主要用于

31、军用舰船和深潜器。如，美国潜艇用钢HY80、HY100、HY130。 船用钢材分类：按用途：船体结构钢、低温用钢、耐大气及海水腐蚀用钢、船用压力容器用钢。规范将船体结构钢分为两类： 我国船级社所颁布的有关船舶、海上平台入级与建造规范对船用钢材的冶炼方法、力学性能、化学成分、供应状态、检查验收以及等级划分等内容都进行了详细规定。3.2 船用碳素结构钢规范对船用碳素结构钢的规定：1、分类：A、B、D、E 级2、供应应满足的条件：化学成分：供应状态：力学性能：3、钢材等级与钢材钢号对应关系、应用A2C （内河船舶、港口船舶）B3C （沿海船舶）D4C （远洋船舶）E5C （大型远洋船舶的强力甲板边板

32、、舷顶列板和外板等结构）l 分类区别：一般强度船体结构钢四个级别的强度、伸长率、抗弯能力差别不大，其主要区别在于抗冲击载荷和抗脆性破坏的能力，即低温下摆锤V型缺口冲击试验温度和能量。对于同一材料，有两个主要因素会影响材料的抗脆性破坏能力：1、温度；（脆性转变温度）2、材料的厚度。（薄板具有相当大的缺口延性）3.3 船用合金钢一、合金钢概述定义：为改善钢的组织与性能，而在钢中有意加入一种或几种元素而形成的合金。特点：具有较高的强度与优良的机械性能。合金元素：Mn、Si、V、Ti、B代替Cr、Ni、Mo二、合金钢种类和用途：a) 按含量：低合金、中、高b) 按组织：铁、珠、奥、莱c) 按用途（实用

33、）： 1、合金结构钢 2、合金工具钢 3、特殊性能钢（不锈、耐热磨、低磁）三、船用低合金高强度钢定义：合金元素含量10%2、抗腐蚀性能方面：3、其他方面（热处理不强化合金）良好的可焊性、加工性：五、船用变形铝合金定义：分类：1、热处理不强化铝合金（LF） AlMn ；AlMg 应用：LF2： （主机油管、油箱） LF3 ：（船舶焊接结构、零件 围壁，烟囱壳体）LF5： （船壳板、构架、桅杆） LF6： （上层建筑、构架）2、热处理强化铝合金硬铝合金，如LY11、LY12特点：缺点：1、可焊性差（只能用铆接）2、耐腐蚀性差（含Cu）应用：快艇外板 民船上层建筑、船体铆接结构 六、铝合金的热处理与

34、加工热处理：1、自然时效：铝合金材料在淬火后置于室温中，随时间的延续而强度提高的现象。2、人工时效：提高淬火后材料温度，可加速时效过程，称为人工时效。加工：铝合金无法用氧乙炔火焰切割。Why？Answer：由于铝的氧化物溶点比铝合金高得多；导热性能好。（惰性气体保护的金属极弧设备）七、铝合金的腐蚀与防腐铝：标准电级电位1.67V，化学性活泼 ；大气中，耐腐蚀（Al2O3）；海水中，点腐蚀 铝合金：晶间腐蚀问题？1、船用螺旋桨使用什么材料？2、船体外板上的许多小块是什么东西？ 起何作用？ 4.2 船用铜合金一、铜及铜合金1、铜的性能及应用（纯铜紫铜）导电性导热性比铝好（电气工业）；塑性好；强度低

35、；无磁；价格高2、铜合金的种类：铜合金CuRe分类： （按合金的成分）H 黄铜 CuZnQ 青铜 CuSn CuAlB 白铜 CuNi二、黄铜及船用黄铜性能： 特殊黄铜 CuZnRe（Pb、Al、Mn、Fe）分类：压力加工用；铸造用应用：民用船舶的中小型螺旋桨（铸造锰铁黄铜） ZHMn5531 高速小艇、大型螺旋桨 ZHAl67522、 ZQAl12832三、青铜及船用青铜1、锡青铜 CuSn（Al）应用：其抗腐蚀和耐磨性都比纯铜和黄铜好，多用来制造耐磨零件，如轴套、轴瓦。同时也用来制造与酸、碱、蒸气等接触的零件。2、无锡青铜 Cu Al （Mn、Si、Fe、Ni）应用：采用性能优良的铝青铜来

36、制造船用螺旋桨（小艇）如高锰铝青铜 Z QAl 12 8 3 2 铸造 Mn Al Fe Ni（上下对应）四、铜合金的腐蚀问题：用铜合金制造船用螺旋桨的优点？1、耐腐蚀（保护膜CuO2铜锈）2、无海生物沾污3、阴极保护4、良好的铸造性能。第五章 船用塑料第一节：塑料的组成与分类第二节：塑料的特性及其在造船中的应用第三节：热固性玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）u 塑料的定义：塑料是指以合成树脂为基本成分，在一定的温度和压力条件下能塑造成需 要的形状，并且在常温下保持其形状不变的高分子有机材料。例如：酚醛树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、尼龙、ABS树脂、环氧树脂5.1 塑料的组成及分类一、塑料的组成

37、塑料合成树脂添加剂1、合成树脂 最主要部分，它粘结塑料中的一切组成成分，并使其具有成型性能，它决定塑料的类型，影响塑料的基本性能。 用量：30602、添加剂： 填料：无机及有机，影响性能，降低成本，5070 固化剂：变硬 增塑剂：增加塑料塑性、流动性及柔软性，减低脆性及硬度 稳定剂：抗氧化、润滑剂、着色剂、阻燃剂、 发泡剂、（均无）二、塑料的分类按塑料加热时的工艺性能分：1、热固性塑料：受热后，先软化，后内部变化而变硬，一旦成型，再不会软化。 如：酚醛塑料、环氧塑料2、热塑性塑料：受热时软化，冷却后才硬化，可多次反复成型。 如：聚苯乙烯、聚氯乙烯5.2 塑料的特性及其在造船中的应用一、塑料的特

38、性1、比重小：0.92.2 泡沫（0.03） 5、耐磨、减磨：2、比强度高： （按单位重量计算强度） 6、消音吸振：3、良好的耐腐蚀性： 7、绝热：4、绝缘性好： 8、加工简便：9、无磁，不反射雷达波：制造军用舰艇二、塑料在造船中的应用玻璃钢：快艇、工作艇、救生艇、上层建筑、棚顶；尼龙：艉轴承、舵轴；环氧粘接剂：胶合、修补漏油等ABS塑料管、救生泡沫塑料塑料的不足：1、机械性能差，特别是刚性； 3、长期载荷作用下，产生塑性流动，即蠕变；2、耐热性低，100以下； 4、易老化。5.3 热固性玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）1、什么是玻璃钢？它是以热固性树脂为粘结剂，玻璃纤维为增强材料的一种复合材料。它

39、的质地很坚固，故称为玻璃钢。2、什么是玻璃纤维？由玻璃经过高温溶化成液体并以极快的速度控制而成，玻璃原性脆，但拉成纤维后柔软如丝，可以像棉纱一样纺织，强度也很高。玻璃纤维愈细，强度愈高。3、玻璃钢特点：（1）比重小： （4）耐腐蚀性：（2）耐气候老化性好，吸水率低：（3）制品表面光滑：（5）耐冲击性好： （6）抗磁、隔音、不反射雷达：（7）施工简便、易维修。4、玻璃钢成型方法： （1）手糊成型（2）模压成型（3）喷射成型5、应用举例：我国：芜湖造船厂 1974年 中型艇 L39.8m B=6.1m D=3.1m 140t国外： 英国，1982年 Cottesmore号猎雷艇 L60 m 625

40、 t 美国，Silverdo号游艇，1977年 L37m 165 t v=18节塑料制品的检验及劳动保护1、检验项目： 外观、尺寸、物理机械性能2、劳动保护：塑料制品在生产过程中，所用的原料及反应过程中放出的气体和加工时产生的塑料尘灰等，对人体有害，必须加强劳动保护，注意安全生产。思考题41、铝合金在船体中的应用范围？2、铝合金为什么不能使用氧切割？3、用铜合金制造船用螺旋桨的好处？4、什么是玻璃钢？在造船中的应用情况？第六章 金属材料的腐蚀及海船电化学保护第一节：腐蚀的种类及破坏形式第二节：电化学腐蚀的机理第三节：影响船体钢材耐海水腐蚀的因素第四节：钢质船体防腐措施1、腐蚀的定义：金属材料与其周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏或变质的现象。2、腐蚀对金属材料的影响：（1）造成的直接损失巨大；（2）对船舶的影响6.1