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船体钢 steel for building ship

船体钢 steel for building ship

用于建造和修理船舶的壳体及其附属结构的专业用碳素钢。该钢种的性能决定了船体结构设计和建造工艺。因此,对钢的化学成分、力学性能、工艺性能和质量有严格的要求,以便保证造船质量。

种类及其化学成分 中国国家标准GB712--88规定:一般强度船体钢分为4个不同的质量等级;高强度船体钢分为2个强度级别3个质量等级。其化学成分见表1。强度级别和质量等级相当于美国船务局的船体钢,AB/A,AB/B,AB/D,AB/E和AH32,DH32,EH32,AH36,DH36,EH36;西德劳氏船级社的GLA,GLB,GLD,GLE和GLA32,GLD32,GLE32,GLA36,GLD36,GLE36的现行标准。

表1 碳素船体钢化学成分

钢的性能 其力学性能、工艺性能和耐腐蚀性为:

力学性能 碳素船体钢要有足够的强度和良好的塑性、韧性及疲劳强度。其力学性能见表2。屈服强度是进行船体强度计算、确定船体结构尺寸的最基本的技术依据,对不同的船体建造应选择不同屈服强度的碳素船体钢。材料具有良好的塑性,才能在加工过程中经受冷热加工,在航行过程中避免因局部受力而破坏。韧性是表示抵抗脆性破坏的能力。船体钢由于加工后应力状态、加载速度和温度等因素不同,其表现脆性状态的倾向也不同,容易发生脆性断裂。因此,要求具有良好的韧性,特别是低温韧性,以保证船舶远洋航行的安全。疲劳性能是保证船舶在使用过程中承受各种交变载荷的作用下不产生低周疲劳,使船舶提高寿命。

表2 碳素船体钢力学性

注:a-试样厚度,mm;b-试样宽度,mm;d-弯芯直径,mm。

工艺性能 根据船体结构,船体钢要加工成各种形状,要求具有良好的冷热弯曲、火工矫正和焊接性能。

耐腐蚀性 船舶长期受到周围各种介质的化学和电化学作用,使钢受到不同程度的腐蚀,影响使用性能。所以要求钢的表面平整光滑无铁皮,另外船体表面要涂好防锈漆和采用牺牲阳极保护法。

发展趋势 随着造船工业和船舶运输工业的迅速发展,为满足减轻船舶自重、增加吨位和远洋船舶运输的需要,碳素船体钢正在向低合金高强度方向发展。目前美国、英国等在造船中使用低合金高强度(235~590MPa)钢日益增多,尤其是巨型油轮的发展,对高强度钢的使用更多,而且形成系列化、规范化、军民通用化。中国目前已用16Mn、15MnTi钢建造远洋货轮,使用的屈服强度为235~400MPa范围的低合金钢。为了满足造船工业的需要,船体钢正向改善质量,提高强度等级,增加产量等方面发展。

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