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1、工程材料船体结构钢第1页，共12页，编辑于2022年，星期六前苏联台风级核潜艇第2页，共12页，编辑于2022年，星期六美国尼米兹级核动力航空母舰第3页，共12页，编辑于2022年，星期六一、一、概述概述 (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。第4页，共12页，编辑于2022年，星期六(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
2、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（可焊性碳当量（Ceq）公式）公式”：第5页，共12页，编辑于2022年，星期六 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
3、、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。第6页，共12页，编辑于2022年，星期六(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、二、国产碳素船体钢国产碳素船体钢(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。第7页，共12页，编辑于2022年，星期六(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
4、正火 建造海军一些中小型舰船及辅助船 第8页，共12页，编辑于2022年，星期六三、三、船用低合金高强钢船用低合金高强钢(一)国产低合金船体钢的概况 35、40、45、52、60及80kgf/mm2等六类 1.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 901 16MnC 902 15MnTiC 903 14MnVTiREC 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 第9页，共12页，编辑于2022年，星期六2.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（
5、s=400）10CrNiMnSiCu 945（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 第10页，共12页，编辑于2022年，星期六(三三)调质型船体钢调质型船体钢 1.铬-镍-钼系调质型船体钢 921(921A)、922(922A)、923(923A)钢 921（s=590）12CrNi3MoV 922,923（s=590）12CrNi3MoCu 这类钢中含有较多的镍、铬，并加入了
6、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。第11页，共12页，编辑于2022年，星期六 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 (四四)奥氏体型船体钢奥氏体型船体钢低磁钢低磁钢 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 第12页，共12页，编辑于2022年，星期六