目前船体用钢化学性能等.docx

1、目前船体用钢化学性能等附件：目前常用船体用钢的化学成分，供货状态、力学性能1一般强度的船体用钢我国船级社将船用碳素结构钢称为“一般强度船体结构钢”(按船体结构的要求专门生产的热轧碳素钢,它包括钢板和型钢，供制造船体结构用）。为适应建造出口船舶的需要，参照世界主要造船国家的经验和标准，规范将一般强度船体结构钢分为A、B、D、E4个等级。表1 一般强度船体结构用钢的化学成分等级ABDE脱氧方法半镇静、镇静、沸腾钢半镇静、镇静钢全镇静细晶粒（铝处理）全镇静细晶粒（铝处理）化学成分/%C0.210.210.210.18Mn0.800.600.70Si0.350.350.100.350.100.35S0

2、.0400.0400.0400.040P0.0400.0400.0400.040Al(酸溶)-0.0150.015注：经船级社和业主同意，厚度12mm的A级钢,可用沸腾钢,但应在证明书上注明。A级钢材在厚度大于12mm时，其含锰量应不小于含碳量的2.5倍。B级钢材要作冲击试验时，其最底含锰量可降低至0.6%。对型钢最大含碳量可在0.23%。所有等级的钢均须满足：C%+1/6Mn0.40%。钢中残余含铜量不得大于0.35%,铬、镍的残余含量不得大于0.30%。表2 一般强度船体结构用钢供应状态等级与厚度供货状态A(所有厚度)B(所有厚度)D(厚度35mm) (厚度35mm)E(所有厚度)热轧,正

3、火或控制轧制热轧,正火或控制轧制热轧,正火或控制轧制正火正火注:经船级社同意,可用控制轧制代替正火,但冲击试验应按规范规定取样。对控制轧制的型钢，可不必正火，但冲击试验应按规范规定取样。表3 一般强度船体结构用钢的力学性能等级拉力试验夏比V型缺口冲击试验屈服强度s/Mpa不小于抗拉强度b/Mpa伸长率/%不小于试验温度/平均冲击能量/J纵向试样横向试样不小于A23540049022-B23502720D-10E-40注:厚度25mm的A级钢材,最低屈服强度可为220Mpa。除订货合同上注明外，冲击试验仅纵向试验。希望钢厂采取措施，使A级钢在试验温度为20时，纵向试样的冲击能量不低于27J。厚度

4、25mm的B级钢，经船级社同意可免做冲击试验。 从表中可能看出，就力学性能而言，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，即低温下摆猛锤V型缺口冲击试验温度和能量，这对于船体结构钢来说是非常重要的性能指标。在1984年以前，国际上常用一种软钢作为船体钢，它只有极限抗拉强度、伸长率等性能指标，而对于化学性能、抗脆性破坏能力没有限制。在第二次世界大战期间，大量的焊接船发生结构破坏现象，有些船在发生结构破坏时所受的应力远远低于材料抗拉强度。这促使人们对钢在多向应力作用下抗脆性能力进行研究。从而认识到：对于同一种材料，有两个主要因素影响材料

5、的抗脆性破坏能力：一是温度，二是材料的板厚。钢材的温度较高时，它的缺口韧性较好。但当温度下降到一定值时，其缺口韧性急剧变差，这时的温度称为脆性转变温度。材料脆性转变温度愈低，其缺口韧性愈好。板厚的因素也很重要，厚板可能出现脆性，即在同样条件下薄板具有相当大的缺口韧性。2高强度船体用钢我国钢质海船入级和建造规范将船用低合金高强度钢称为高强度船体结构用钢，并按其最小屈服应力划分为两个强度等级。每一个强度等级又按其缺口冲击韧性的不同分为A、D、E3个级别。而且规定，高强度船体结构用钢均为镇静钢，其化学成分、供应状态及力学性能应符合表4、表5、表6的要求。表4 高强度船体结构用钢的的化学成分钢级A32

6、、A36D32、D36E32、E36化学成分/%C0.18Mn0.701.600.901.60Si0.100.50S0.040P0.040AL(酸溶)0.015Nb 0.020.05V0.050.10Ti0.02Cu0.35Cr0.20Ni0.40Mo0.08注:可以用测定铝含量来代替酸溶铝含量,在此情况下,总铝含量应不小于0.02%。对各种强度等级的A级和D级钢，钢厂可以将细化晶粒的元素（铝、铌、钒等）单独或以任一组合形式加入钢中。当单独加入一种元素时，其含量不得低于表列的下限；若混合加入两种以上细化晶粒元素时，则表内对单项元素的规定不适用。表5 高强度船体结构用钢的供应状态钢级厚度/mm供

7、应状态A32A3612.012.0热轧、控制轧制或正火正火或控制轧钢D32D3612.012.0正火或控制轧制正火E32、E36所有厚度正火表6 高强度船体结构用钢的力学性能钢级拉力实验冷弯实验摆锤V型缺口冲击实验屈服强度a/Mpa不小于抗拉强度b/Mpa伸长率/%实验温度/纵向试样/J横向试样/J不小于A3231544059022不裂03122D32-20W32-40A3635549062021不裂03424D36-20E36-40注:按规定工艺规程生产的钢材,如其冷弯试验持续得到良好结果,经验船部门同意,可以免试；A32.A36级钢板试验时,压头直径为试样厚度的2倍,弯曲角度为180；其他

8、各级钢板试验时,压头直径为试样钢板厚度的3倍,弯曲角度为120。除定货合同上注明外，冲击试验一般仅做纵向试验。3舰艇（军用）高强度船体用钢“90”系列低合金高强度钢是舰艇结构专用低合金高强度钢，因这类钢是以“90”来编号的，所以一般称作“90”系列低合金高强度钢。目前已定型生产的钢种有901、902、903、904等，其化学成分、力学性能见表7。901、902钢分别由16Mn、15MnTi演变而来，它们含S、P量较低，因此具有较高的塑性，902钢的淬火性能较差，特别是高温淬火后，弯曲时易产生裂纹。903钢是从14MnVTiRe演变而来，具有良好的综合机械性能和加工工艺性，且焊接性较好，但成分较

9、复杂，冶炼时难以控制。903在水面舰艇上用的较多。904一般以调质状态供货，在s 588Mpa时，仍保持较好的塑性和韧性，可代替高镍铬的921钢，用以制造潜艇的耐压壳体。表7 90系列钢的化学成分、力学性能钢号化学成分/%力学性能CMnSiSPVTiCrNi抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率/%冲击值k/(J/M2)9010.120.201.31.60.40.60.040.04Al0.0451034522-40299020.120.181.251.50.30.60.040.040.080.2053064539022-403949903板厚35mm0.10.151.31.60.30.60.

10、030.030.030.090.070.16Re0.100.1555068544020-4034厚度10mm板厚616mm0.12.179040.090.140.61.00.150.350.030.030.030.09Cu0.150.50.40.80.71.065580559016室温78注:901、902、903钢中残余含Cu量0.35%。901、902钢中P、S的总和应0.07%。921、922、923等钢种为高Ni、Cr的高强度钢，调质供应，多用于制造大、中型潜艇的耐压壳体。根据验收技术条件规定，“921”系列的船体结构钢用碱性平炉、电炉冶炼或电渣重溶，其化学成分和力学性能如表8、表9所

11、示。表8 921、922、923钢的化学成分钢号 化学成分/%备注CSiMnSPCrNiMoVCu9210.090.140.170.370.300.600.0300.0350.091.22.603.000.200.270.040.10-S和P的含量的总和应不超过0.06%,允许921钢的残余铜含量不超过0.35%9220.090.140.170.370.300.600.0300.0351.201.602.202.500.2.00.27-0.801.109230.090.140.170.370.300.600.0300.0350.701.002.002.300.170.25-0.801.10表9

12、 921、922、923钢的力学性能钢号品种规格s/MPab/MPa/%/%冷弯b=7a,d=2a921钢板球扁钢厚度1035mm各型号59066084016165656-922钢板厚度3670mm5106108101656-923钢板厚度59mm51061081016-120不裂4目前用于船舶制造的各类型钢的常用牌号与规格（1）热轧等边角钢（GB97871988）。热轧等边角钢的材料牌号和常用规格列于表10表10 热轧等边角钢材料牌号和常用规格材料牌号型号bbd/mmmmmm质量/(kg/m)材料牌号型号bbd/mmmmmm质量/(kg/m)Q215-AQ235-AQ215-AFQ235-

13、AF 2.5252531.124Q215-AQ235-AQ215-AFQ235- AF6.3636365.7212.5252541.4507.5757566.9053303031.3787.5757589.0303303041.7867.575751011.08944024042.42299090810.9464404052.976101001001015.1204.5454553.36912.51251251019.1335505053.770161601601229.3915505064.465用碳素钢Q235-A轧制的50mm50mm5mm热轧等边角钢标记示例为热轧等边角钢用途：造船胎架

14、之用。（2）热轧不等边角钢（GB9788-1988）。热轧不等边角钢的材料牌号和常用规格见表11表11 热轧不等边角钢材料牌号和常规规格材料牌号型号bbd/mmmmmm质量/(kg/m)材料牌号型号bbd/mmmmmm质量/(kg/m)Q215-AQ235-AQ215-AFQ235- AF 3.2/2322041.522A级钢B级钢9.0/5.6905688.779A级钢10/6.31006389.87810/6.3100631012.142B级钢4.5/2.8452842.20312.5/812580812.5516.3/4634053.92012.5/8125801015.4746.3/4

15、634064.63814/9140901017.4757.5/5755054.80816/101601001019.8727.5/5755065.69916/101601001223.5927.5/5755087.43120/12.52001251229.761A级钢9.0/5.6905666.717用A级钢轧制的125mm80mm8mm的热轧不等边角钢标记示例为热轧不等边角钢用途:肋骨、油轮纵骨。 (3)造船用球扁钢(GB9945-1988)。造船用单面球扁钢的材料牌号和常用规格列于表12表12 单面球扁钢材料牌号和常用规格材料牌号型号bbd/mmmmmm质量/(kg/m)材料牌号型号bbd

16、/mmmmmm质量/(kg/m)B级钢5501642.26A级钢B级钢16a16036814.1766953.3818a18040917.508802254.6120a200441021.58990245.55.5522a220481125.87101002666.8124a240521230.55A级钢12404058.7827a270551234.53A级钢B级钢14a14033711.1027b270571438.77用A级钢轧制的18a号造船用球扁钢标记示例为造船用球扁钢用途：肋骨、纵骨。（4）船用热轧L型钢（不等边不等厚角钢）（GB9946-1988）。热轧L型钢的材料牌号和常用规格

17、列于表13表13 热轧L型钢材料牌号和常用规格材料牌号型号规格/mm质量/(kg/m)hbtTA级钢B级钢D级钢E级钢AH32钢DH32钢EH32钢AH36钢DH36钢EH36钢L30a300 1009.51432.6b300 10010.51535.6c300 10011.51638.5d300 10012.51741.4L35a350 1209.51539.6b350 12010.51643.1c350 12011.51847.4d350 12012.51950.9L40a400 12010.02150.0b400 12011.52356.2c400 12012.52560.9L45a45

18、0 12010.02355.7b450 12011.52562.4C450 12012.52767.4L50a500 12012.53377.4b500 12013.53582.8用D级钢轧制的300mm 100mm 11.5/16mm的船用热轧L型钢标记示例为船用热轧用途：对于散装货轮，主要用于傍板肋骨、舱壁纵骨、舱口端梁、水平桁材和大肋板等；对于油轮，主要用于舷侧纵骨、纵舱壁纵骨、模舱壁扶强材等。热轧圆钢材料牌号和常用规格见表14表14 热轧圆钢材料牌号和常用规格1材料牌号d/mm质量/（kg/m）材料牌号d/mm质量/（kg/m）Q195Q215-AQ235-AQ195FQ215-AFQ

19、235-AF100.617Q195Q215-AQ235-AQ195FQ215-AFQ235-AF5015.4120.8885518.6141.216022.2161.586526.0182.007030.2202.478039.5222.989049.9253.8510061.7284.8311074.6305.5512088.8326.31130104367.99140121409.861501394512.5160158表15 热轧圆钢材料牌号和常用规格2材料牌号d/mm质量/（kg/m）材料牌号d/mm质量/（kg/m）101520253545100.617101520253545222

20、.98120.888243.55141.21253.85151.39284.83161.58305.55182.00326.31192.23357.55202.47388.90不锈钢概述能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢，通常不锈钢还包括耐酸不锈钢和耐热不锈钢。常用作制造受酸、碱严重腐蚀的设备和和容器。不锈钢中含有大量的合金元素，铬是决定不锈钢抗腐蚀性能的主要元素，在钢的表面形成致密的氧化膜，使钢的表面与周围介质隔离，起到保护作用。不锈钢中的含铬量都高于12%。不锈钢分类常见的不锈钢有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13的Cr13型不锈钢。含Cr量平均为13%，含碳量小于0.4%。含铬量高

21、可提高钢的耐蚀性。1Cr13和2Cr13具有抗大气、海水、蒸汽等介质的耐蚀能力，塑性、韧性好。常用来制造在腐蚀介质下工作，受冲击载荷的零件，如增压器叶片。3Cr13、4Cr13含碳量较高，常用来制造在弱腐蚀介质中工作，又要求高强度、高硬度的零件，如轴承、弹簧。铬镍不锈钢按组织形态属于奥氏体不锈钢，常用的牌号有0Cr19Ni9、1Cr18Ni9等，通称为18-8型不锈钢。这类不锈钢含碳量低，含镍量高，其耐蚀性、塑性和韧性均较Cr13型不锈钢好。根据奥氏体不锈钢中铬、镍含量可分为以下三类。18-8型。这是应用最广的一类奥氏体不锈钢，如1Cr18Ni9,为了提高钢的耐蚀性，发展了超低碳不锈钢，如00

22、Cr19Ni11等。18-12型。提高了镍含量（10%以上），主要用作耐酸不锈钢。25-20型。这类钢的铬、镍含量很高，因而具有很好的耐蚀性和耐热性。根据钢中含碳量不同，铬镍奥氏体不锈钢又分三个等级。一般含碳量（碳0.15%）、低碳级（碳0.08%）及超低碳级(碳0.03%)。例如：1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14Moz三种钢板分别属于上面三个等级，见表16表16 各国不锈钢标准牌号对照表中国GB/T14976-1994美国AISI/ASTM日本JIS德国DINCCS1Cr18Ni9302SUS302X12CrNi18.8-0Cr18Ni9304SUS304X5CrNi18.9-00Cr19Ni10304LSUS304LX2CrNi18.900Gr18Ni100Cr17Ni12Mo2316SUS316X5CrNiMo18.10-00Cr17Ni14Mo2316LSUS316LX2CrNiMo18.1000Cr17Ni14Mo20Cr18Ni10Ti321SUS321X10CrNi18.90Cr18Ni9Ti