工程材料-船体结构钢方案

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。第四节船体结构钢建造舰船结构(如外壳板、龙骨前苏联台风级核潜艇前苏联台风级核潜艇美国尼米兹级核动力航空母舰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。一、概述(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”：(二)船体钢的性能要求

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。

C含量：一般碳素船体钢的含碳量不超过0(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、<0.05%S、0.045%P。金相组织：都是[F体(较多)+P体(较少)]。含锰量与含碳量比值：（Mn/C）>2.5。(四)船体钢的分类(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(二)碳素船体钢的强度级别和牌号三、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90116MnC

90215MnTiC90314MnVTiREC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+珠光体三、船用低合金高强钢(一)国产低合金船体钢的概况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（σs=400）─10CrNiMnSiCu

945（σs=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2.镍-铬系(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（σs=590）─12CrNi3MoV922,923（σs=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。(三)调质型船体钢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（σs=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主要用于制造潜艇的耐压船体或深潜器1C、2C、3C、4C901（σs=350）─16Mn902（σs=400）─15MnTiCu903（σs=440）─14MnVTiRe907（σs=400）─10CrNiMnSiCu945（σs=440）─12CrNiMnMoTi921（σs=590）─12CrNi3MoV980（σs=785）─12CrNi5MoV917（σs=400）─45Mn17Al31C、2C、3C、4C901（σs=350）─16Mn902人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。人有了知识，就会具备各种分析能力，工程材料--船体结构钢方案第四节船体结构钢

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。第四节船体结构钢建造舰船结构(如外壳板、龙骨前苏联台风级核潜艇前苏联台风级核潜艇美国尼米兹级核动力航空母舰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。一、概述(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”：(二)船体钢的性能要求

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。

C含量：一般碳素船体钢的含碳量不超过0(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、<0.05%S、0.045%P。金相组织：都是[F体(较多)+P体(较少)]。含锰量与含碳量比值：（Mn/C）>2.5。(四)船体钢的分类(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(二)碳素船体钢的强度级别和牌号三、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90116MnC

90215MnTiC90314MnVTiREC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+珠光体三、船用低合金高强钢(一)国产低合金船体钢的概况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（σs=400）─10CrNiMnSiCu

945（σs=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2.镍-铬系(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（σs=590）─12CrNi3MoV922,923（σs=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。(三)调质型船体钢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（σs=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主要用于制造潜艇的耐压船体或深潜器1C、2C、3C、4C901（σs=350）─16Mn902（σs=400）─15MnTiCu903（σs=440）─14MnVTiRe907（σs=400）─10CrNiMnSiCu945（σs=440）─12CrNiMnMoTi921（σs=590）─12CrNi3MoV980（σs=