船舶建造材料发展文化

船舶建造材料发展文化（一）木质船建造材料内容提要介绍了船舶技术的三个飞跃性发展介绍了几种典型的用于制造木质船的树种从古代船只到现代船舶，船舶技术大体经历了三次飞跃性的发展。一是用钢质材料替代了木船体材料；二是在推进方式上由传统的篙、橹、帆等人力或借助自然风力的推进方式发展为机器推进；三是导航方法由初期的海岸观察、天文导航、指南针导航发展为无线电、雷达和卫星导航等现代化导航系统。船舶推进方式的飞跃性发展在前面我们已经介绍过了，下面我们来讲造船材料的飞跃性发展。一、木质船木锯出现以后，人们拥有了加工木材的能力，开始逐步转向制造木板船，初期的木板船只是由很少几块木板制成的。后来通过加装横梁，增强船体结构强度，逐步发展为由多块木板组成的较大的木板船。再到后来船体越来越大，结构也越来越复杂，就出现人们飘洋过海、广泛使用的大型木板船舶。

原始社会出现的独木舟和筏，使人类在征服江河的斗争中迈出了重要的一步。到了大约三千多年前，我国就开始出现了木板船。木板船出现以后，显示了它强大的生命力，也为船舶的进一步发展和改造奠定了基础。二、木质船所用的材料介绍

中国古代造船用到的木材种类很多，一般都是就地取材，优中选优。并根据木材不同的特点和性能用在船舶不同的部位。常常用到的木材种类有：杉木、松木、柏木、柚木、榆木、赤木、樟木、楠木等。下面介绍一些典型的造船木材。杉木杉树属松科，常绿乔木。高可达30米，胸径3米，树干端直，树形整齐。杉木纹理顺直、耐腐防虫，广泛用于建筑、桥梁、电线杆、造船、家具和工艺制品等方面。杉树生长快，一般只要10年就可成材。柚木柚木颜色自蜜色至褐色，久而转浓，材质坚致耐久。膨胀收缩为所有木材中最少之一。能抵抗海陆动物之侵蚀，且不致腐蚀铁类。因收缩率小，故不易漏水。因柚木具高度耐腐性，在各种气候下不易变形，易于施工等多种优点。故适于制造船只的甲板。轻木轻木是世界上木质最轻的树种之一，中国云南即有生长。木材经干燥后，1立方米木材100公斤。轻木突出的特点是轻，浮力大。从前，人们多用来作木筏.。它还有隔热、隔音的特点，是制造飞机，轮船和高级体育器械的特殊材料。赤木多用于造船，它硬度高，耐腐蚀。自然的木纹非常美观。赤木明代文献里常常提到，楠木为做家具的良材。楠木常被用来制作柜子和书架，也可用来装饰柜门或制作文房用具。楠木生长缓慢，树干直，最好的楠木出自海南。楠木极为耐腐，常被用来做建材或造船。楠木易干，且木性稳定，不易开裂。楠木纹理细腻，打磨后表面会产生一种迷人的光泽，常被称作“金丝楠木”。

楠木总结从古代船只到现代船舶，船舶技术大体经历了三次飞跃性的发展。他们分别是：推进方式、造船材料、导航方法。环保倡议：请同学们从小事做起，注意保护环境，保护树木，每年能至少种一棵树。船舶建造材料发展文化（二）钢造船建造材料内容提要船用钢的定义船用钢的种类船用钢的性能要求船用钢的生产要求

随着人类科学技术的发展，造船的材料，也由早期主要用木材发展到近代主要用的钢铁。

一、船用钢的种类

船用钢指的是用于制造海船和内河船舶船体结构用的钢，通常为优质碳素钢和优质低合金钢。一般钢号的末尾标有C（船）。船用结构钢种类如下：碳钢素有2C、3C、4C和5C，低合金钢有12MnC、16MnC、15MnTiC、14MnVTiReC等钢种。厚度为2.5~50毫米。船体用结构钢还可以分为一般强度和高强度钢两种，一般强度钢按质量分四个等级；高强度钢又分两个强度级别和三个质量等级。二、船用钢的性能要求船用钢要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及耐腐蚀性能，并要求有较好的焊接性能。为了适应全球化的趋势，船级协会对造船钢材的性能要求主要包括如下两个方面：1、从环保和安全性的角度出发，需要提高抗断裂可靠性；2、从使用寿命和降低成本的角度，需要提高抗疲劳、耐腐蚀性能。三、船用钢的生产要求由于船舶工作环境恶劣，船壳要受海水的化学腐蚀、电化学腐蚀和海洋生物、微生物的腐蚀，船体承受较大的风浪冲击和交变负荷，船舶形状使其加工方法复杂等因素，所以对船体结构用钢要求严格。首先良好的韧性是最关键的要求，此外，要求有较高的强度，良好的耐腐蚀性能、焊接性能，加工成型性能以及表面质量。为确保质量和保证有足够的韧性，对其化学成分和碳当量也有严格要求，船用钢需由船检部门认可的钢厂生产。总结

船用钢指用于制造海船和内河船舶船体结构用的钢，通常为优质碳素钢和优质低合金钢。船级协会对造船钢材的性能要求主要包括两个方面：从环保和安全性的角度出发，需要提高抗断裂可靠性；从使用寿命和降低成本的角度，需要提高抗疲劳、耐腐蚀性能。趣味问题：你知道钢和铁的区别吗？并请查阅有关资料。船舶建造材料发展文化（三）玻璃钢船造船材料内容提要一、玻璃钢的定义二、玻璃钢的性能三、玻璃刚造船的优缺点四、玻璃钢的制作工艺一、玻璃钢的定义玻璃钢是一种复合材料，复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料。玻璃硬而易碎，但具有很好的透明性以及耐高温、耐腐蚀等性能；同时钢铁很硬并且不易碎，也具有耐高温的特点。于是人们开始想，如果能制造一种既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质，又具有钢铁一样坚硬不碎的特点，那这种材料一定会大有用途。经过研究试验，人们终于制出了这样一种复合材料。它，就是能与钢铁比肩而立的玻璃钢。玻璃钢（英文即FRP）别名：玻璃纤维增强复合塑料，是用玻璃纤维增强剂和不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂粘合剂为基本组成。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。二、玻璃钢的特点玻璃钢质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。

三、玻璃刚造船的主要优点

玻璃钢造船主要优点如下：1、质轻，高强度，可使所造船艇自身质量轻，有利于节省能源、提高航速，是理想的船艇制造材料。

2、耐腐蚀性能好，抗海洋生物附着，比金属更适合制造船体。

3、无磁性，介电性能好。微波穿透性好。适宜制造扫雷艇，潜艇等军用舰艇。

4、可设计性好，可按照船舶结构，形状及各部分的要求。通过选材，铺层，定向满足优化设计及产品强度要求。

5、船体整体性好，无接缝和缝隙，结构严密，可防止渗透。

6、成型制造简便，比钢质，木材省工。依靠模具批量生产容易实现，从而可降低造价。

7、热导率低，隔热性能好。适合制造耐水救生艇，渔船及冷藏船等。

8、船体表面平整光滑，可以满足不同色彩要求，不需油漆。

9、使用寿命长，维持保养方便，维修费用低，可提高船艇的利用率。

10、船体上层建筑装饰效果好，利用玻璃钢轻质高强耐腐蚀的特点，可以设计成各种装饰部件和造型。四、玻璃钢主要缺点玻璃钢的主要缺点是：1、弹性模量低，因此在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。玻璃钢的这个缺点可以通过做成薄壳结构、夹层结构，也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。2、长期耐温性差一般不能在高温下长期使用，否则强度会明显下降，但可以通过选择耐高温树脂来弥补。3、老化现象老化现象是塑料的共同缺陷，玻璃钢也不例外，在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。4、剪切强度低层间剪切强度是靠树脂来承担的，所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力，最主要的是在产品设计时，尽量避免使层间受剪。五、玻璃钢的生产工艺目前世界上使用最多的成型工艺方法有以下几种：1、手糊法2、喷射法3、模压法4、RTM法（树脂传递模塑）5、纤维缠绕成型法6、拉挤成型法和热压灌成型法等总结玻璃钢是一种复合材料，既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质，又具有钢铁一样坚硬不碎的特点。玻璃钢质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。知识拓展：请查阅视频资料，学习玻璃钢铺糊工艺。船舶建造材料发展文化（四）铝合金船、水泥船和高分子材料船内容提要铝合金船简介水泥船简介高分子材料船简介

铝合金船简介

铝合金船采用专用的海洋铝合金材料制造，设计使用年限20年以上。品种繁多，适用于不同水域浅吃水的船；滑水技能牵引船；大海中钓鱼船。铝合金船可以做成外倾船艏，使航行极其平稳、舒适。铝合金船的特点1、如果铝合金船体进水，其浮力大的优势有利于保持船的平衡。2、省油是其最大优点。铝合金船比玻璃钢船轻，能提供更多的空间，有利于在水中行进，能更快地提速，滑行节省燃油，使用发动机的功率也较小。3、但铝合金刚度太强，难加工，成本价高，一般船东造不起。水泥船简介水泥船是用水泥、砂石、钢筋或钢丝网等作为船体结构基本材料的船。世界上第一艘水泥船是1848年由法国人J.L.兰波特制造。早期水泥船吨位小，工艺简单，自重大。20世纪前半叶欧美国家建造了不少钢筋混凝土船。在两次世界大战期间，因钢材匮乏，两度出现建造钢筋混凝土船的高潮，欧美各国建成大批钢筋混凝土船，有的船排水量超过一万吨。1945年意大利人P.涅尔维教授建造了一艘165吨的钢丝网水泥机帆船“爱伦”号。船壳厚3.6厘米,与同类型木船比，重量轻5％，造价低40％，性能符合航海要求,因此，引起各国造船界的注意。中国水泥船简介

中国自1958年起建造了大量钢筋混凝土船和钢丝网水泥船，广泛用作趸船、内河及沿海中小型机动货船和内河驳船、农用船及渔船等。中国水泥船保有量达数百万吨，居世界各国之首。60年代，美国、加拿大、挪威、新西兰等国开始试制钢丝网水泥船。因劳力昂贵，水泥船在发达国家中未能得到广泛应用。水泥船的特点水泥船具有抗腐蚀性和耐久性等特点。中国有许多钢丝网水泥船使用20年以上。水泥船造价低廉，材料容易获得，建造设备和施工工艺简单，维修保养费用低，且能节约木材和钢材。主要缺点是自重大，抗冲击性能差，只能在一定范围内使用。

水泥船的有效利用钢丝网水泥船与钢筋混凝土船相比，船壳薄，自重轻，容易成型，且因配筋分散，具有较大的抗裂性和延伸性。钢丝网水泥船可作农船、渔船和运输船舶。钢筋混凝土船可作对自重要求不高，泊位固定或较少移动的工程船舶和趸[dǔn]船。随着预应力技术的提高，预应力钢筋混凝土船有良好的发展前景。高分子材料船

高分子材料：高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。高分子材料按来源分为天然、半合成和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。

19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分