造 船 材 料
Shipbuilding Materials 1.材料的作用与意义 材料与材料科学： 1、材料发展史
材料的定义：人类社会所能接受并经济地制造有用物品的物质。
材料是人类赖以生存和发展生产的物质基础，也是社会文明发达和生产技术进步的标志。
历史学家曾用“材料”来划分人类的时代：如石器时代、 陶器时代、铜器时代、铁器时代等。
回顾人类的发展史，可以看到材料、能源、信息、生物这四根支柱支撑着人类赖以生存的大厦。
2、材料科学技术：
材料科学定义： 是研究材料结构与材料性能之间关系的一门科学。
材料工程定义： 讨论材料的成分、结构、性能等内容，阐述材料在工程中的应用规律以及合理选材用材的方法。
材料科学技术 ＝ 材料科学 ＋ 材料工程。 3、船舶建造方法与所用材料的密切关系
1、19世纪以前，主要是以木材造船； 2、19世纪中叶，出现铁船； 3、19世纪末开始，建造钢船。 4、造船史上的两次革命：
1、木材 → 钢（铁）wood－steel 2、铆接 → 焊接 rivet－welding 第一章：绪论
第一节：造船材料的分类
第二节：对造船材料的主要性能要求 第三节：船用材料的检验 工程材料的分类
1、金属材料（黑色金属、有色金属） metallic material
2、有机高分子材料（纤维、橡胶、涂料、塑料）organic high polymer material 3、无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）（硅酸盐材料）inorganic non-metallic material
§1.1 造船材料的分类
造船工业是一个复杂的综合性工业，采用的材料品种多，数量大。 Question?
1、一条VLCC船，有多少部件？ 2、与飞机、汽车比较，谁多？ Answer
Table1.1 Number of Unique Parts in Product
Book：
《Ship Design and Construction》 2004 Editor: Thomas Lamb Chapter 1, Page 1-3.
Today ship design is seen as a typically mutli-disciplinary activity. Because of this, no one person is expected to be equally proficient in all the disciplines involved and this requires the use of what has become known as Systems Engineering and terms to accomplish the successful design of any large complex product.
Ships are among the most complex products in the world.
Design is a process of synthesis (refining) and integration coving many disciplines.
Successful design depends on knowing what information is required, how to get it, and how to use it.
建造一艘10000吨货轮，仅钢材就需要5000吨。 船体建造流程
钢材－下料－加工（切割、弯曲）－零件－部件－组件－分段－总段－船体 1.1金属材料
黑色金属（船用钢材＋铸铁） 有色金属（有色金属＋其合金） 1.2非金属材料
①按来源；②有机非金属材料（木材、塑料、橡胶、石化产品）；③无机非金属材料（水泥、玻璃、石棉）
§1.2 对造船材料的主要性能要求 一、具有一定的机械性能； 二、良好的工艺性能； 三、较好的耐腐蚀性能； 四、适合的使用性能； 五、良好的经济性。
上述各项要求有时是矛盾的，要合理解决。 §1.3 船用材料的检验
目的：符合技术规范或定货合同要求，保证良好的机械性能和运营可靠性。 分类：1、产品检验：→质量证书
2、复查检验：船厂按船舶建造规范对材料的有关规定，对所使用的船用材料（或制品）进行的抽查或补充检查。验船部门的检验合格印记，如下图 1.3.2船舶建造规范对材料试验的有关规定（对金属材料的验收内容） 一、化学成分分析
二、机械性能试验；材料拉伸试验： 硬度试验：冲击试验： 三、工艺性能试验（冷弯性、可焊性） 四、内外部缺陷的检验
①外部缺陷：肉眼、放大镜、显微镜（铸件表面缺陷）
②内部缺陷：x射线、磁力探伤、超声波（气泡、缩孔、偏析） 规范对造船材料的规定
1991年《内河钢船建造规范》第七篇：材料篇 1989年《钢质海船入级与建造规范》第九篇： 规范对材料的主要要求
1、加强对钢材生产的监督检查，保证材料成分和性能；
2、造船厂和产品厂必须向经船检部门认可的钢厂认购并取得材质证书； 3、发现成分和性能不合格的钢材，要按规范进行复验，直至确认合格。
钢铁是怎样炼成的? 钢铁生产简介 一、生铁的冶炼
设备：高炉（30－40 m）
原料：铁矿石（Fe2O3 Fe3O4 FeCO3）、废石（SiO2 MnO） 燃料（焦炭） 溶剂 （石灰石CaCO3，造渣材料） 高炉炼铁的物理化学过程： 1、焦炭的燃烧：
C + O →CO2 + Q CO2 + C → CO 2、铁的还原：Fe3O4+C →Fe2O3+CO2
3、铁的增碳： 900～1200℃ 生铁（C 含量 > 3%） 铁水 4、造渣：FeS + CaO → CaS + FeO 5、去硫：
6、其他元素的还原：Si 、 Mn 、 P 二、钢的冶炼：
炼钢：为改善生铁的性能，将其含碳量降至某一范围，使Si、Mn、S、P 含量降低到一定限度的过程。实质上是生铁的氧化过程。 方法：向铁水中送入氧，使其发生各种氧化反应。 设备：转炉、平炉、电炉。 原料：生铁（L或S态）、废钢、熔剂 现代化炼钢的基本过程：
1、氧化：Fe + O2 → FeO + Q；Si(Mn) + O2 →FeO. SiO2（炉渣）；C + O → CO 2、脱氧：FeO + Mn → Fe Si ↗
3、降低S、P含量（脱硫、脱磷）
钢的浇注方法： 1、模铸法 2、连续铸锭法
钢材成型方法：
1、轧制：板材、型材、管材； 2、挤压：
3、拉拔：丝、管 感想？百炼成钢！！！！
第二章：钢材及其性能要求
第一节：钢材的分类、名称及代号 第二节：钢材的性能表征 第三节：铁碳合金相图 第四节：钢材热处理
§2.1 钢材的分类、名称及代号 一、钢材分类概况
等杂质的 1、按用途分：
建筑工程用钢（普通碳素钢、低合金高强度钢） 结构钢 工具钢 弹簧钢 耐酸钢 电工钢
专业用钢（船舶、桥梁、压力容器、锅炉） 其他
2、按冶炼工艺分：
按冶炼方法：转炉钢；平炉钢；电炉钢 按脱氧程度: 镇静钢；半镇静钢；沸腾钢 3、按所含元素分：
碳素钢：（按含碳量）低碳钢；中碳钢 ；高碳钢 （按含硫、磷）普通碳素钢；优质碳素钢
合金钢：低合金钢；中合金钢；高合金钢 4、按钢材尺度分：
板材：薄、中厚、厚、特厚板 型材：小型、中型、大型型材 5、按内部组织分：
珠光体钢；马氏体钢 ；奥氏体钢 二、钢材按冶炼方法分类的比较：
三、钢材按脱氧程度分类的比较：
四、钢材按合金元素分类： <一>. 碳素钢
1、定义：钢中除含有一定量的为脱氧而加入的Si. Mn合金元素外，不含其他合金元素（残余合金元素例外）的钢，称为碳素钢。 其中：
普通碳素钢：含一般S、P量的钢
优质碳素钢：充分去除有害杂质（S、P）及气体，脱氧程度比普通碳素钢更完全。 2、分类：
<二>合金钢
定义：除含Si、Mn合金元素或脱氧元素外，还有其他合金元素（如Cr、Ni、Ti、Cu等）或某些非金属元素（如B、N）的钢，称为合金钢。
合金钢按其合金元素总含量的分类：
五、钢材按尺度分类： <一>板材分类
<二>型材分类
大、中、小型型材 1. 高度：工字钢、横钢
2. 直径、边宽：圆钢、方钢、六角、八角、螺纹钢 3. 边宽：扁钢、等边角钢、不等边角钢 六、钢材的名称及其代号
GB211－79 “钢铁产品牌号表示方法” 汉字 字母 平炉钢 平 P 沸腾钢 沸 F 半镇静钢 半 b 甲类钢 甲 A 乙类钢 乙 B 特类钢 特 T 船用钢 船 C
重 点
一般强度船体结构用钢
过去：2C 3C 4C 5C
现在： A B D E （等级） 说明：
牌号规定采用汉语拼音、化学元素符号及阿拉伯数字相结合表示法。具体规定可概括为： 1、钢号中的合金元素用化学符号表示，如Mn、S、P等；
2、钢中碳和合金元素含量以数字表示，含碳量写在其他合金元素之前，合金元素写在相应元素符号后面； 3、元素含量的表示方法（对结构钢）C： 以0.01%为单位， 合金元素：以1％为单位（<1.5%
不以数字标出,）
举例：16Mn 15MnTi §2.2 钢材性能的表征
一、钢材机械性能的表征
船用钢材的主要机械性能表征是：强度、塑性和缺口韧性。 <一>强度指标： F1、强度 ：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。 P
单位：N/mm2或Kg/mm2
在造船中的作用：强度是船体结构材料的基本指标，是保证结构使用性能的最重要条件。 2、屈服点 ： s （物理屈服强度）
定义：试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而试样仍继续变形时Pss的恒定负荷除以原横剖面积所得的应力。 F0作用：屈服点是造船材料（钢材）机械性能的主要指标。在国内通常以此
作为船体强度计算的技术依据，从而决定结构的重量，并在很大程度上决定结构的刚性。 “对不同的船舶，应选择屈服强度适当的钢材建造。”如何理解？ 规范要求
船用碳素钢： s ≥235N/mm2 ；低合金刚根据使用要求确定。 3、抗拉强度 b （强度极限） 定义： P 作用： 与冶炼工艺有关，其下限过低意味着钢的生产过程
bb不正常或冶炼质量不高，其上限过高意味着工厂采用不容许的低温终F0轧或不完全退火，使钢材过度硬化，造成机械加工困难。
“规范”要求：400～490 N/mm2 4、屈强比： s定义：屈服点与抗拉强度的比值。 作用：为钢材强度储备的一个指标。
说明：要求：船用碳素钢：0.6 左右；低合金钢：不大于 0.8。 5、疲劳强度 N
定义：试样在重复或交变负荷作用下，循环一定周次N后断裂时所能承受的最大应力。 作用：船舶在使用过程中，要承受各种变负荷作用，从而使结构产生疲劳。振动疲劳等可能导致结构破坏。 规范尚未反映。 <二>塑性指标： 1、塑性：
定义：金属材料在受力破坏前经受永久变形的能力。
作用：是衡量船体结构材料好坏的重要指标之一。材料具有良好的塑性，才能在制造过程中承受冷热加工，在航行过程中避免船舶局部受力而破坏。 2、延伸率（伸长率）
LL ％
定义： k 0 100L0
作用：满足船体建造中工艺要求（如加工、矫正） 要求：一般船用钢材， ≥22％ 3、断面收缩率 定义： F F 要求：船用钢材 >50% .规范未作规定。
0K100% F0b<三>韧性指标 1、缺口韧性：
定义：金属材料抵抗带有缺口时发生脆性破坏的能力。
a K A2、冲击韧性 K
定义：受冲击负荷破坏时，试样刻槽处单位横剖面所消耗的能量。它代表金属材料抵抗冲击载荷和脆性破坏的能力。 AKa冲击值 ： KF作用：它是缺口韧性的主要衡量标准，也是现代各国造船钢材分级的基础。 “低温冲击韧性”
<四>硬度指标 1、布氏硬度HB 2、洛氏硬度HR 3、维氏硬度HV
二、钢材的工艺性能的表征 1、冷弯性能：
定义：金属材料承受冷弯曲加工的能力。 分类：1、标准冷弯（窄冷弯） 2、宽冷弯 作用：
要求：标准冷弯试验180°不裂；宽冷弯试验120 °不裂，180 °不断。 2、切削加工性：
定义：金属材料承受切削加工的难易程度。
作用：对钢材边缘加工（如刨边、钻孔、冲孔）的速度和质量有较大影响。 要求：有良好的切削加工性。
3、不淬硬性：
定义：金属材料承受相似于淬火的温度骤变后所能达到的最高硬度的能力。也称“淬硬性” 作用：影响钢材的水火弯板和火工矫正性能。 要求：硬度升高不大，即应有良好的不淬硬性。 水火弯板介绍 船体外板：
1、单曲度（三芯辊弯）
2、双曲度（水火弯板）鞍形板、帆形板 4、热加工性能：
定义：金属材料在高于再结晶温度时，承受塑性变形的能力。 5、可焊性：
定义：金属材料在一定工艺条件和结构状态下，获得优质焊接接头性能的难易程度。 作用：造船材料的重要工艺性能之一，它直接影响船体结构、使用性能和建造的难易。
钢材化学成分满足可焊性的条件： 1、含碳量 < 0.25%
2、对低碳钢 C＋1/6Mn≤0.4% 3、P<0.5%； S<0.5% 要求：
1、焊缝及其热影响区不产生冷热裂缝倾向； 2、焊缝及其热影响区强度、塑性无显著变化；
3、热影响区小，焊后不必进行热处理； 4、刚性固定下具有较好塑性。 思考题－1
1、对造船材料的主要性能要求有哪些？ 2、镇静钢、碳素钢、合金钢的定义？
3、钢材性能表征有哪些指标，在造船中的作用？
4、 如何理解对不同的船舶，应选择屈服强度适当的钢材建造？ §2.3 铁碳合金相图 定义：铁碳相图是研究铁碳合金组织与性能关系的重要工具。 意义：对制定钢铁材料的各种加工工艺有重要的指导意义。 碳在铁碳合金中存在形式：
1、以原子形式溶于铁晶格中，形成以铁为基的间隙固溶体； 2、与铁形成化合物（Fe3C、 Fe2C、 FeC）； 3、在一定条件下形成游离态石墨。 铁碳相图的研究范围：
Fe－－－Fe3C（含C 6.69%）相图 Why？ 在钢中，含碳量：< 2.11% 在铸铁中，含碳量：< 5 %
而含碳量 > 5% 铁碳合金很脆，没有实用价值。 晶体结构基础知识：
一、组元的性能与相的类型：
1、纯铁： 99.8~99.9% 工业纯铁 性能： b HB＝50～80 a
sK
晶体结构：
912℃ 1394 ℃ Fe —————— Fe —————— Fe 体心 面心 体心 同素异构转变。 2、铁素体： 定义：碳在 Fe 中形成的固溶体，称为铁素体。用 Fe 表示。 性能：与纯铁相近。硬度低 塑性、韧性高 3、奥氏体： 定义：碳溶于 形成的固溶体。最大溶解度为2.11%，why? Fe 性能：与含碳量及晶粒度有关；是一个硬度较低，而塑性较高的相。 4、渗碳体：
定义：铁和碳的化合物，Fe3C （含C量6.69%）由于碳在a－Fe中的溶解度很小，所以常温下，碳在铁碳合金中主要是以渗碳体形式存在。
性能：硬度高、脆性大，塑性及冲击韧性几乎未零。
作用：是碳钢中的主要强化相，它的形态、大小、分布对钢的性能有很大影响。 小结：在Fe－Fe3C相图中，有四种合金相。 1、液相： 2、渗碳体： 3、铁素体： 4、奥氏体：
定义：是在平衡状态下铁碳合金的组织，成分和温度相互关系的一种合金状态图。 作用：它是制定钢铁热处理工艺的基础。 常用部分如下图：
相图中的相变线与相变点： ABCD：液相线 AHJECF：固相线
ES：碳在奥氏体中的溶解度曲线 PQ：碳在铁素体中的溶解度曲线 GS：奥－铁（起） 铁－奥（终） PSK：共析线
三、铁碳合金的一般分类
根据相图上所示成分和室温组织的不同，铁碳合金可分为： 1、工业纯铁：C <0.0218%，组织为铁素体 2、钢：C 0.0218~2.11%
高温：组织为奥氏体，具有良好的塑性，适合于锻造。 室温：①亚共析钢：C<0.77% 组织：铁素体＋珠光体 ②共析钢：C＝0.77% 组织：珠光体
③过共析钢：C>0.77% 组织：珠光体+二次渗碳体 3、白口铁 C：2.11~6.69%
特点：液态结晶都有共晶转变，生成莱氏体，因而有较好的铸造性能。高温组织中渗碳体量多，硬而脆，不能锻造。
四、碳含量对钢组织和性能的影响（成分－－－性能关系）
碳钢的机械性能主要取决于含碳量以及渗碳体存在的形态与分布等因素。参见下图。 五、铁碳合金相图的应用
铁碳相图反映了铁碳合金的组织随温度、成分而变化的客观规律，应用这些规律可指导生产实践。
但注意：
1、相图是在极缓慢加热及冷却测制出的，与实际过程有差别； 2、铁碳相图是二元合金相图，实际钢中含有杂质，对性能有影响。 应用：
1、可作为根据工件性能要求合理选用材料的依据； 2、为制定加工工艺提供参考依据；
①铸造方面的应用：铸铁浇注温度（靠近共晶点，流动性好）； ②锻造方面的应用：选择在单相奥氏体的适当范围内进行。 3、制定热处理工艺的依据。 §2.4 钢材热处理
热处理
1、定义：利用钢材在固态范围内加热与冷却的方法，改变合金相的内部组织，从而得到所要求的性能的一种工艺方法。
2、目的与作用：消除由前道工序所产生的缺陷（如消除内应力），为后道工序创造条件。 也是进一步提高合金性能的重要途径。 3、处理过程：
碳钢在常温下的组织：
铁素体＋渗碳体
↓组织转变 均匀的奥氏体
↓不同的冷却方法 不同的组织→所需性能 几种主要的热处理工艺方法：
一、退火
定义：把钢加热至一定温度（A1或A3线以上）保温一定时间后随炉冷却（或空冷），从而得到接近于平衡组织的热处理方法。 A1线：723 ℃ A3线：910℃
其中包括几种形式：
1、再结晶退火 650～700 ℃ 2、低温退火 500～600 ℃ 3、完全退火 800～900 ℃ 4、扩散退火 5、等温退火
应用范围：亚共析钢（C<0.8%） 合金钢的铸件及锻压件 目的与作用：
1、细化晶粒，均匀组织，以提高机械性能； 2、软化钢的硬度；
3、消除内应力（焊接、加工），提高塑性。 二、正火：
定义：将钢构件加热至一定温度（A3以上），使钢全部奥氏体化，保温适当时间后，在空气中冷却。（冷却速度比退火快）
热处理曲线示意图：
应用范围；仅用于低碳钢和低合金钢（造船中常用） 目的与作用：
1、提高低碳钢的机械性能（特别是冲击韧性），并改善切削加工性能； 2、细化晶粒，使钢材得到稳定均匀的组织。 三、淬火
定义：将钢加热到A3或A1以上30～50℃，保温一定时间后，以大于临界冷却速度快速冷却，从而得到高硬度（马氏体）组织的一种热处理方法。
应用范围：
1、完全淬火：对亚共析钢 2、不完全淬火：对过共析钢 目的与作用：
获得不均匀（不稳定）组织（马＋奥），钢处于高应
力状态，具有较大的硬度和脆性，韧性差，并通过随
后的回火得到一定的综合机械性能。 四、回火
定义：将淬火后的钢材（或零件）重新加热到相变温度A1以下的某一温度，保温一段时间后水冷或油冷却至室温，以得到预期性能。
分类：
1、低温回火（150～200℃）：高硬度零件 2、中温回火（350～500℃）：弹簧、热锻件 3、高温回火（500～650℃） 目的与作用：
消除淬火后的内应力，降低钢的脆性，使其具有一定韧性、稳定组织，使构件获得较好的综合机械性能。 五、调质
定义：钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺。 调质＝淬火＋高温回火
应用范围：中碳钢（35、40、45）中合金钢
目的与作用：获得索氏体组织，具有良好综合机械性能，即高强度和高韧性的适当配合。 造船中常用的热处理：
虽然一般船体结构钢都是以热轧状态（＋正火）供应的，需要热处理的较少，但随着船用合金的应用，热处理对改善船用钢材的性能日益重要。例如：
1、较薄的低合金钢，由于停轧温度较低，往往引起加工硬化，可采用高温回火提高塑性、韧性和消除应力；
2、热轧钢材中出现带状组织，可采用正火方法加以消除。 钢中杂质及其对性能的影响
1、硫 S 有害元素 钢的热脆性：
影响：机械性能明显的方向性，损害可焊性，耐腐蚀性。 控制范围：0.05%
2、磷 P 有害元素 由生铁、废钢、溶剂带入 钢的冷脆性： 控制范围：0.045%
3、硅 Si 脱氧剂 4、锰 Mn 有益元素 5、O、N、H 有害杂质
提高船体结构钢机械性能的有效途径
目的：尽可能提高其强度而保证有足够的塑性与韧性。
思路：从改变金属组织、结构的冶金、工艺等方面来着手设法提高其各种性能。 具体方法（途径）： 途径一、合金化：（固溶强化）
固溶体：组成合金的元素在固态时相互溶解，形成均匀组织。包括：溶剂与溶质。 固溶强化： 原因：
应用： （有限）C<0.15%； Mn、Si<2%
途径二、细化晶粒；通常晶粒愈细，性能愈好。 细化晶粒的方法：
1、增加液态金属的冷却速度（即增加过冷度），使形成的晶核多，晶粒就细； 2、加入高溶点物质，增加非自发核心； 3、用热处理或冷热加工方法细化晶粒。 途径三、改变金相组织
由于Fe－C合金在不同成分和不同温度下有不同的金相组织，而不同的金相组织其
机械性能亦各不相同，所以可以根据使用要求，通过控制成分，加热或冷却温度和速度来改变钢材的金相组织，以获得需要的机械性能。 具体金相组织如下： 1. 铁素体： 2. 渗碳体：
3. 奥氏体： （高温组织）
4. 珠光体： （铁素体与渗碳体的机械混合物、常温组织） 5. 莱氏体：
6. 马氏体：过饱和的A固溶体 途径四、热处理
利用钢材在固态范围内加热与冷却的方法，改变合金相的内部组织，从而得到所要求的性能的一种工艺方法。消除由前道工序所产生的缺陷（如消除内应力），为后道工序创造条件。也是进一步提高合金性能的重要途径。 常用方法：退火、正火、淬火、回火 途径五：改善冶金质量
钢材在生产过程中，要经过冶炼、铸锭、轧制（或锻造）等工序，最后成材，这些工艺过程所控制的质量，称为冶金质量。 途径六、控制轧制
在一定合金化的基础上，控制钢坯的开轧温度与变形，尤其是在较低的终轧温度，采用大压下量，使之晶粒已经细化的形变奥氏体在再结晶后控制其不再长大，经过控冷得到细小的铁素体晶粒，同时具有高密度位错，由此造成强化和低温韧性的显著提高，这种强化方法，称为控制轧制。 思考题－2
1、Fe-C合金相图中，
（1）主要有哪4种相组织，各有什么特点？
（2）PQ、ES、GS曲线各代表什么含义？ （3）什么是共析转变、共析点？ 2、什么是正火（调质），其应用范围和作用是什么？ 3、钢中杂质有哪些，其中S、P各有什么危害？ 4、提高船体结构钢的机械性能的有效途径有哪些？
第三章 船体结构钢 第一节：船体结构钢的发展概况 第二节：船用碳素结构钢 第三节：船用合金钢及特种钢 第四节：海洋平台用钢
§ 3.1 船体结构钢的发展概况
国内：
一.五期间，试制2C、3C、4C等类型一般强度船体钢，研制16Mn、15MnTi钢；
1959年后仿制苏联潜艇用钢、防弹钢、低磁钢。1977开始耐腐蚀船体钢研制。－－－形成系列，基本满足舰船建造要求。
为配合出口船舶的生产，试制了高强度钢，如315N/mm2 （32 kgf/mm2）、 355N/mm2 （36 kgf/mm2） 差距：
1、品种单一； 2、冶炼质量差； 3、验收标准低。
例如，1991年江南船厂“华粤”3000立方全压式LPG运输船（1994年获国家级金奖） ，使用钢材为德国Dillinger钢厂的DSE620V调质细晶粒高强度钢。
对于高强度船体钢，一般主要用于军用舰船和深潜器。如，美国潜艇用钢HY80、HY100、HY130。
船用钢材分类：
按用途：船体结构钢、低温用钢、耐大气及海水腐蚀用钢、船用压力容器用钢。 规范将船体结构钢分为两类：
我国船级社所颁布的
有关船舶、海上平台入级与建造规范对船用钢材的冶炼方法、力学
性能、化学成分、供应状态、检查验收以及等级划分等内容都进行了详细规定。 §3.2 船用碳素结构钢
规范对船用碳素结构钢的规定： 1、分类：A、B、D、E 级 2、供应应满足的条件：
①化学成分：②供应状态：③力学性能： 3、钢材等级与钢材钢号对应关系、应用 A－－－2C （内河船舶、港口船舶） B－－－3C （沿海船舶） D－－－4C （远洋船舶）
E－－－5C （大型远洋船舶的强力甲板边板、舷顶列板和外板等结构）
分类区别：
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，即低温下摆锤V型缺口冲击试验温度和能量。 对于同一材料，有两个主要因素会影响材料的抗脆性破坏能力： 1、温度；（脆性转变温度） 2、材料的厚度。（薄板具有相当大的缺口延性） §3.3 船用合金钢
一、合金钢概述
定义：为改善钢的组织与性能，而在钢中有意加入一种或几种元素而形成的合金。 特点：具有较高的强度与优良的机械性能。 合金元素：Mn、Si、V、Ti、B代替Cr、Ni、Mo 二、合金钢种类和用途： a) 按含量：低合金、中、高 b) 按组织：铁、珠、奥、莱 c) 按用途（实用）：
1、合金结构钢 2、合金工具钢
3、特殊性能钢（不锈、耐热磨、低磁） 三、船用低合金高强度钢
定义：合金元素含量<5%, 而屈服强度比普通碳素钢高50％以上，并具有良好的可焊性和耐腐蚀性的钢。 分类：
民品 12MC、16Mn、15MnTi、4MnVTiXt 军品 90系列、921系列 四、规范对高强度船体结构用钢的规定
规范按其最小屈服应力值划分为二个强度等级，每个强度等级又按其缺口冲击韧性的不同而分为A、D、E三个级别，而且规定，高强度船体结构用钢均应为镇静钢。即 A32、D32、E32 A36、D36、E36 其化学成分与机械性能见下表。（图略） 船用钢材的选择方法
船用钢材的选择原则：材料来源充足，使用安全可靠，钢种选择要经济合理，一般
选用低碳钢和低合金钢。
在同一条船上，除可采用不同钢种不同级别的钢材外，还可以使用不同强度等级的
不同钢种来建造，即可根据船体结构的重要性和使用要求来选择强度、韧性等性能合适的钢材。这在各国规范中都有明确的规定。
具体选择方法归纳如下：
（1）按受力情况、重要程度和环境温度等条件来选择适当的材料级别，见下表1；
（2）由构件厚度和相应材料级别确定适当的钢材种类级别，如A、B、„、A32，见（图略）
总之，对于重要部位的结构及低温条件下的结构，应选择质量较高的韧性材料，对
于构件厚度较大的应选用强度较高的钢材。 关于高强度船体结构钢的选用：
s 提高，减小构件截面尺寸，从而减轻自重，提高经济性与使用性（作战性）。总体上，采用高强度钢比采用普通碳素钢优越。 例如：东风号，△＝17000 t，L＝161.4 m
主船体结构采用国产16Mn、15MnTi钢，比碳素钢减重400余吨。 但应注意如下问题： 1、船体刚性： 2、船体结构稳性： 3、疲劳强度：
4、耐海水腐蚀性能： （留有余量） 5、可焊性及其他加工性 举例： 1、“向阳红”海洋调查船、江南厂造
3C、4C 10～30×1800×800 3565 t
902 8～16×1800×800 97 t 2、18500 t 多用途货轮、164.3m 江南厂造
2C 4～18×1800×800 3295 t 3C 20～24×1800×800 404 t 4C 26～50×1800×800 223 t 钢种和钢级的代用原则： 1、钢种的代用原则： 2、钢材的换算问题：
船体结构钢材选用的原则： 1、材料来源充足； 2、使用安全可靠；
3、钢种选择要经济合理。 小结：
规范选择钢质海船主船体用钢级别的依据： 1、船体的不同部位构件所承受的应力状态； 2、构件的厚度； 3、工作环节温度。
§3.4 船舶与海洋工程用钢
一、耐大气腐蚀钢、耐海水腐蚀钢 方法：在钢中加入抗腐蚀合金元素。 举例：
美国：Cr－Cu－P钢 Cr－Ni系 我国：Mn－Cu系
Cu－P 系 二、低温用钢
定义：工作温度在－20～－269℃之间的低合金高强度钢和合金钢。 应用：破冰船、冷藏船、海上作业采油平台
解决低温脆性的方法：通过加入少量合金元素以固溶强化基体、细化晶粒或通过热处理的手段细化晶粒、均匀组织，以达到提高低温性能，满足低温使用要求的目的。 三、海洋平台结构用钢
平台结构用钢材厚度大，且平台管节点多，除承受水平方向的应力外，在垂直方向也要承受很大的载荷和应力。为防止构件在厚度方向受到较大应力而产生层状撕裂，故可采用 Z 向钢。
国外规范对船体钢的要求
一、国外主要船级社及规范；技术监督 ；船舶检验 二、国外规范与我国规范标准比较 世界各主要船级社或验船机构
船用铸铁、铸钢
一、铸铁
1、什么是铸造：通过液态金属在模具中凝固而获得所需零件或产品的一种工艺。是船舶结构常采用的制造方式之一。 铸造选用的金属通常有：铸铁和铸钢。
2、铸铁：含碳量大致高于2％的Fe－C合金 其中，C可分为两部分：
一部分溶解在铁内（化合碳）；
另一部分则以石墨或块状碳化物的形式存在。 分类：1、白口铁：断口的颜色呈白色 2、灰铸铁：
3、球墨铸铁：＋钢基本体 4、可锻铸铁： 3、船用铸铁：
主要限于次要结构件，如螺旋桨、气缸体、气缸套、活塞等机械和管路零件。
规范规定：必须作试样检验，并在机加工前作适当热处理以消除应力、保持铸件的尺寸和形态稳定。 二、铸钢： 1、化学成分
2、船体结构用铸钢的力学性能
3、应用：
铸钢比铸铁的刚性、韧性、塑性好得多；焊接性也好（含碳量高的铸铁件往往焊接时发生开裂现象）。
铸钢件一般用于铸铁件的性能不能满足设计要求的地方，以及各种板材和型材难以成型的地方。如：首柱、尾柱、螺旋桨轴架等次要结构件。
规范明确了检验内容。 思考题－3
1、一般船体结构钢与高强度船体结构钢各分为几各等级？ 2、规范对船体结构钢的哪些方面作出了详细规定？ 3、船用钢材的选用原则与具体选用方法？
第四章 船用有色金属 第一节：船用铝合金 第二节：船用铜合金 概述：
1、有色金属定义
除钢铁（黑色金属）以外的其他金属统称为有色金属。 2、用途
022型隐身全铝合金导弹快艇 §4.1 船用铝合金
一、铝及铝合金 铝的存在： 纯铝的特点：
二、铝合金用于船舶工程的主要优、缺点 优点：1、比强度高
2、低温性能好 3、无磁性
4、良好耐腐蚀性 5、良好成形性 缺点：1、弹性模量低
2、焊接工艺复杂 3、成本高 三、铝及铝合金的分类 工业纯铝：
铝合金：纯铝中加入Cu、Mg、Mn、Si合金元素 分类： （按合金状态图） 1、变形铝合金 2、铸造铝合金
（按用途）LF、LY、LC、LT
图4.1 铝合金状态图 四、对船用铝合金性能的基本要求
1、机械方面；屈强比；高温强度；疲劳强度； 延伸率：>10% 2、抗腐蚀性能方面：
3、其他方面（热处理不强化合金）良好的可焊性、加工性： 五、船用变形铝合金 定义：
分类：1、热处理不强化铝合金（LF） Al－Mn ；Al－Mg 应用：LF2： （主机油管、油箱） LF3 ：（船舶焊接结构、零件 围壁，烟囱壳体）
LF5： （船壳板、构架、桅杆）
LF6： （上层建筑、构架） 2、热处理强化铝合金 硬铝合金，如LY11、LY12 特点：
缺点：1、可焊性差（只能用铆接）2、耐腐蚀性差（含Cu） 应用：快艇外板 民船上层建筑、船体铆接结构 六、铝合金的热处理与加工
热处理：
1、自然时效：铝合金材料在淬火后置于室温中，随时间的延续而强度提高的现象。 2、人工时效：提高淬火后材料温度，可加速时效过程，称为人工时效。
加工：
铝合金无法用氧乙炔火焰切割。Why？
Answer：由于铝的氧化物溶点比铝合金高得多；导热性能好。（惰性气体保护的金属极弧设备）
七、铝合金的腐蚀与防腐
铝：标准电级电位－1.67V，化学性活泼 ；大气中，耐腐蚀（Al2O3）；海水中，点腐蚀 铝合金：晶间腐蚀 问题？
1、船用螺旋桨使用什么材料？
2、船体外板上的许多小块是什么东西？ 起何作用？ §4.2 船用铜合金
一、铜及铜合金
1、铜的性能及应用（纯铜－－－紫铜） 导电性导热性比铝好（电气工业）；塑性好；强度低；无磁；价格高 2、铜合金的种类：铜合金＝Cu＋Re 分类： （按合金的成分） H 黄铜 Cu＋Zn
Q 青铜 Cu＋Sn Cu＋Al B 白铜 Cu＋Ni 二、黄铜及船用黄铜
性能： 特殊黄铜 Cu＋Zn＋Re（Pb、Al、Mn、Fe） 分类：压力加工用；铸造用
应用：民用船舶的中小型螺旋桨（铸造锰铁黄铜） ZHMn55－3－1
高速小艇、大型螺旋桨
ZHAl67－5－2－2、 ZQAl12－8－3－2 三、青铜及船用青铜
1、锡青铜 Cu＋Sn（Al）
应用：其抗腐蚀和耐磨性都比纯铜和黄铜好，多用来制造耐磨零件，如轴套、轴瓦。同时也用来制造与酸、碱、蒸气等接触的零件。
2、无锡青铜 Cu＋ Al （Mn、Si、Fe、Ni）
应用：采用性能优良的铝青铜来制造船用螺旋桨（小艇）
如高锰铝青铜 Z QAl 12－ 8－ 3－ 2
铸造 Mn Al Fe Ni（上下对应） 四、铜合金的腐蚀
问题：用铜合金制造船用螺旋桨的优点？ 1、耐腐蚀（保护膜CuO2＋铜锈） 2、无海生物沾污 3、阴极保护
4、良好的铸造性能。
第五章 船用塑料
第一节：塑料的组成与分类
第二节：塑料的特性及其在造船中的应用 第三节：热固性玻璃纤维增强塑料（玻璃钢） 塑料的定义：塑料是指以合成树脂为基本成分，在一定的温度和压力条件下能塑造成需
要的形状，并且在常温下保持其形状不变的高分子有机材料。
例如：酚醛树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、尼龙、ABS树脂、环氧树脂 §5.1 塑料的组成及分类
一、塑料的组成
塑料＝合成树脂＋添加剂 1、合成树脂
最主要部分，它粘结塑料中的一切组成成分，并使其具有成型性能，它决定塑料的类型，影响塑料的基本性能。 用量：30～60％ 2、添加剂：
填料：无机及有机，影响性能，降低成本，50～70％ 固化剂：变硬
增塑剂：增加塑料塑性、流动性及柔软性，减低脆性及硬度 稳定剂：抗氧化、润滑剂、着色剂、阻燃剂、 发泡剂、（均无） 二、塑料的分类
按塑料加热时的工艺性能分：
1、热固性塑料：受热后，先软化，后内部变化而变硬，一旦成型，再不会软化。 如：酚醛塑料、环氧塑料
2、热塑性塑料：受热时软化，冷却后才硬化，可多次反复成型。 如：聚苯乙烯、聚氯乙烯
§5.2 塑料的特性及其在造船中的应用 一、塑料的特性
1、比重小：0.9~2.2 泡沫（0.03） 5、耐磨、减磨： 2、比强度高： （按单位重量计算强度） 6、消音吸振： 3、良好的耐腐蚀性： 7、绝热： 4、绝缘性好： 8、加工简便： 9、无磁，不反射雷达波：制造军用舰艇 二、塑料在造船中的应用
玻璃钢：快艇、工作艇、救生艇、上层建筑、棚顶； 尼龙：艉轴承、舵轴；
环氧粘接剂：胶合、修补漏油等
ABS塑料管、救生泡沫塑料 塑料的不足：
1、机械性能差，特别是刚性； 3、长期载荷作用下，产生塑性流动，即蠕变； 2、耐热性低，100℃以下； 4、易老化。 §5.3 热固性玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）
1、什么是玻璃钢？
它是以热固性树脂为粘结剂，玻璃纤维为增强材料的一种复合材料。它的质地很坚固，故称为玻璃钢。
2、什么是玻璃纤维？
由玻璃经过高温溶化成液体并以极快的速度控制而成，玻璃原性脆，但拉成纤维后柔软如丝，可以像棉纱一样纺织，强度也很高。玻璃纤维愈细，强度愈高。 3、玻璃钢特点：
（1）比重小： （4）耐腐蚀性： （2）耐气候老化性好，吸水率低：（3）制品表面光滑：
（5）耐冲击性好： （6）抗磁、隔音、不反射雷达： （7）施工简便、易维修。 4、玻璃钢成型方法：
（1）手糊成型（2）模压成型（3）喷射成型 5、应用举例：
我国：芜湖造船厂 1974年 中型艇
L＝39.8m B=6.1m D=3.1m △＝140t 国外：
英国，1982年 Cottesmore号猎雷艇 L＝60 m △＝625 t
美国，Silverdo号游艇，1977年
L＝37m △＝165 t v=18节 塑料制品的检验及劳动保护
1、检验项目： 外观、尺寸、物理机械性能 2、劳动保护：
塑料制品在生产过程中，所用的原料及反应过程中放出的气体和加工时产生的塑料尘灰等，对人体有害，必须加强劳动保护，注意安全生产。 思考题－4
1、铝合金在船体中的应用范围？ 2、铝合金为什么不能使用氧切割？ 3、用铜合金制造船用螺旋桨的好处？ 4、什么是玻璃钢？在造船中的应用情况？
第六章 金属材料的腐蚀及海船电化学保护
第一节：腐蚀的种类及破坏形式 第二节：电化学腐蚀的机理
第三节：影响船体钢材耐海水腐蚀的因素 第四节：钢质船体防腐措施
1、腐蚀的定义：
金属材料与其周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏或变质的现象。 2、腐蚀对金属材料的影响：
（1）造成的直接损失巨大；（2）对船舶的影响 §6.1 腐蚀的种类及破坏形式
一、腐蚀种类：
1、化学腐蚀（chemical corrosion）:金属表面与非电介质直接发生化学作用而引起的损坏 如：钢铁生锈
2、电化学腐蚀（electrochemical corrosion）:
金属表面与电介质作用而产生的损坏，是由于金属表面产生微电池作用而引起的。它比化学腐蚀更普遍，危害性也更大。 1、不同金属在电介质中。（酸、碱、盐的水溶液） 2、同一种金属，杂质、组织不均匀，形成微电池。 3、同一种金属，加工部位（焊接、弯曲、敲击） 电化学腐蚀表现：
3、细菌腐蚀： （bacterial corrosion） 细菌在繁殖过程中，其新陈代谢的产物，如硫酸、有机酸、硫化物等，能恶化金属腐蚀环境，加速腐蚀过程。 金属腐蚀速度
1、腐蚀质量表示法：用单位时间内在单位面积上被腐蚀金属的质量损失Kw来表示金属的腐蚀速度。KwWW0W1g
2STSTmh2、腐蚀深度表示法：用单位时间内金属遭受腐蚀的深度K来表示金属的腐蚀速度。
K8.76Kw ( mm/a)
根据经验，当K≥1/3 t （金属板厚）时，应换板。
修船行业简介
化学腐蚀机理 当金属与电解质接触： mMe＋nX→MemXn （1）腐蚀产物：挥发性的
（2）腐蚀产物：附着金属表面的 §6.2 电化学腐蚀机理
一、定义：
电化学腐蚀是船体与海洋平台的金属结构遭受腐蚀的一种主要形式。在电解液中，由于船体表面产生原电池作用或外界电流的作用，使其表面发生电解而使船体结构遭受破坏，称作船体的电化学腐蚀。 二、电化学腐蚀机理
1、腐蚀电池的形成：若将两种不同金属置于电解质溶液中，由于它们的电极电位不同，当用导线和电流计把它们连接起来时，会发现有电流产生。
这两种金属构成原电池，其中电位低的金属是阳极，遭到腐蚀；电位高的金属是阴极，不被腐蚀，仅起传递电子作用。
Cu － Fe 构成的原电池， 铁－铜腐蚀电池示意图 Question：金属的电极电位的参照对象？
常用金属在25℃时标准电极电位
腐蚀过程：
（1）阳极反应, 形成水化铁离子。
（2）电子e沿导线传到Cu板，电流方向为从电位高的Cu板流向电位低的Fe板。 （3）在水溶液中，借离子导电，电流由Fe板经过溶液流回铜板。 （4）结果:Cu板上：阴向离子H+取得电子 2H2eH2
Fe板上： （沉淀出一种不溶性的白色腐蚀产物）Fe 22OHFeOH22、电池的极化
在电化学腐蚀中，原电池由于通过电流而引起的电池起始电位减小，而降低电流强度的现象，称为电池的极化。
结果：电化学腐蚀的速度减缓。 3、环境的去极化
若水溶液中含有大量的氧和氢离子，则在阳极上进行去极化。O 2H2O4e4OH 2 H e H 由于上述反应不断消耗从阳极铁板流来的电子，阻滞了 22阴极电位的进一步变负，而在阳极铁板上则因为大量阳向离子与O2反应： Fe 2 2 OH Fe OH Fe OH 2 O 2 2 4 OH 3 (铁锈) HFe2Fe（OH）3是一层疏松的锈层，它不能阻止铁板继续遭受腐蚀，因而也障碍了阳极电位的进一步变正，这样就使得两极之间维持一定的电位差，使Fe板以一定速度继续腐蚀下去。
上述Fe－Cu腐蚀电池发生腐蚀的本质，就是铜质螺旋桨附近的船体钢板遭受电化学腐蚀的缘故。
海洋腐蚀环境的分类： 1、海洋大气区 3、潮汐区
2、飞溅区 4、全浸区 5、泥浆区 §6.3 影响船体钢材耐海水腐蚀的因素
1、含氧量 （氧的阴极去极化反应）2、船舶与海水的速度 3、温度 4、海生物 5、水线处条件的影响 6、含盐量
7、异种金属接触 8、变形与应力状态 9、结构设计不合理 10、杂散电流影响
船舶容易锈蚀的部位：
1、轻重载水线间的外板及焊缝或铆钉；2、流水孔下的外板；
3、螺旋桨附近的外板及舵板； 4、海底箱体及其附近的外板；
5、被锚链经常摩擦的外板、焊缝； 6、压载舱的顶甲板及骨架，首艉尖舱内构件；
7、厨房、浴室、冷藏库、电瓶间等处的甲板； §6.4 钢质船体防腐措施
腐蚀破坏的形式很多，引起金属腐蚀的原因是不尽相同，因此采取的防腐方法也是多种多样的，钢质海船船体防腐蚀的方法可分为如下几种： 方法一、合理选材； 方法二、电化学防腐 1、外加电流阴极保护法：
将外加直流电源的负极接于被保护金属，正极接于辅助阳极。当电路接通后，电流从阳极经海水至被保护金属使被保护的金属变成阴极而得到保护免遭海水腐蚀的方法。 2、牺牲阳极保护法：
用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属连接在一起，依靠电位较负的金属不断被腐蚀溶解所产生的电流保护其他金属的方法。 方法三、涂料（金属表面涂层）
在金属表面喷、镀、涂刷上一层耐腐蚀性较好的金属和非金属物质，如涂刷油漆和其他非金属涂料，使被保护金属表面与浸蚀性介质机械隔离而降低金属腐蚀。
第七章：船用涂料
第一节：涂料的作用及船舶漆的分类
第二节：船舶漆的基本原料及牌号表示方法 第三节：船舶漆的种类、性能及用途 第四节：船用钢材表面处理及车间底漆 第五节：船用漆的配套及施工 第六节：船舶漆的发展方向
几个概念：
1、现代造船模式（Modern Shipbuilding Mode） 现代造船模式定义：
所谓现代造船模式，就是以统筹优化理论为指导，应用成组技术（Group Technology）原理，以中间产品（interim product）为导向，按区域组织生产，壳舾涂作业在空间上分道、时间上有序，实现设计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船。 2、壳舾涂一体化（HOP） Hull、Outfitting、Painting
船舶舾装：船舶舾装主要包括船装、机装、电装等系统及其相关的管子、动力与控制装
置的安装。
舾装作业面广，工作量大，舾装工程量占船舶建造总工程的50％～60％。 1、传统舾装技术2、预舾装技术3、区域舾装技术 涂装在造船中的作用
随着高效焊接技术的不断推广，造船生产设计的不断深入，区域法造船模式的不断完善，船舶建造的总工时不断下降，造船的周期也日益缩短。但是在造船涂装领域内，除了钢材的预处理实现了自动化流水线生产以外，分段、船台、码头等阶段的除锈涂装作业，基本上还是处于半机械化的状态，劳动强度大、作业时间长。
据国内外有关资料统计，船舶涂装的工时根据不同的船型分别占造船总工时的10～20%，其中二次除锈的工作量又占整个涂装工作的50%以上。 船舶涂装贯穿于船舶建造的全过程，从钢材预处理、零件加工、管系制造、分段制造、预舾装、船台或船坞合拢，直到船舶下水、码头舾装、系泊试验、室内装璜等每一工艺阶段，均贯穿着不同要求的涂装工作，可见船舶涂装在造船工程中具有重要地位。 §7.1 涂料的作用
1、涂料的定义
通常称为油漆，是用树脂或油类、颜料等组成的一种混合溶液，它能涂复在物体表面干结成膜，起着保护、装饰或其他作用。 2、涂料的作用
（1）保护作用：防腐；防船底海生物寄生污染；
（2）装饰作用：各种颜色，使工作生活环境美化、协调；军事上保护色，伪装隐蔽； （3）特殊作用：加标志（战斗部位、管路）； 甲板防滑漆；电工绝缘漆； §7.2 船舶漆的组成、表示方法
一、什么是船舶漆？ 涂于船舶内外各部位，以延长船舶使用寿命和满足船舶特种要求的各种涂料，统称船舶漆。 二、为什么要涂船舶漆？
1、船体防腐；2、防海生物附着；3、船舱防腐； 三、船舶漆（涂料）的组成
四、涂料产品的分类
以涂料基料中主要成膜物质为基础分类。 五、涂料的命名
涂料全名＝颜色或颜料名称＋成膜物质名称＋基本名称 例如：铁红纯酚醛水线底漆。 六、涂料的牌号
例：L 40 － 31
序号 基本名称（防污漆） 成膜物质（沥青） 油漆基本名称的编号
§7.3 船舶漆的种类、性能及用途
船舶漆的作用：
船舶漆是一种成套专用油漆，主要用来保护船舶和海洋钢铁结构不受海洋大气与海水的
腐蚀，并防止海生物附着污染船底。 船舶漆的分类：
一、船底漆：
由船底防锈漆和防污漆配套而成。 1、船底防锈漆：
是船底防污漆的底层漆，它直接喷涂于船体钢板上或作为中间漆层。 2、船底防锈漆：
作用：海生物：藤壶、牡蛎→ 影响：
特点：漆膜中含有毒料，毒料和海水接触时，以离子形式向海水渗出，在漆膜表面形成
有毒的溶液薄层，就可以排斥或杀死海生物的幼虫和孢子，为了保持长期有效，还要求毒料能连续不断地从漆膜渗出，以保证有毒的溶液层有足够的毒料浓度。 毒料：无机毒料（氧化亚铜Cu2O、HgO） 有机毒料（有机锡） 二、水线以上的船舶漆 1、水线以上部位的防锈漆
要求：防大气、水、酸碱气体等腐蚀介质直接与金属表面接触。 应用举例：铝粉铁红酚醛醇酸防锈漆。 2、船壳漆
要求：能耐大气爆晒，耐水性好，附着力强。 应用举例：酚醛醇酸船壳漆。
3、甲板漆（一般甲板漆、甲板防滑漆）
要求：附着力优良，具有耐海水、耐爆晒及耐摩擦。 4、船舱漆
要求：鲜明美观、耐磨、耐洗； 应用举例：油基型漆 5、水、油舱漆
要求：防腐蚀、必须对水质不产生影响 应用举例：环氧油舱漆（耐油性）
§7.4 船用钢材表面预处理及车间底漆
一、钢材表面预处理
1、定义：去除钢材表面氧化皮、铁锈、油污等工作。
2、方法： 手：铲、刮、刷
机械：喷砂、喷丸（抛丸） 化学：酸洗、带锈底漆 3、处理方法的选择：
4、船舶除锈专业标准CB3091－81 抛丸除锈流水线 二、车间底漆（预处理底漆）
1、定义：钢材经第一次表面处理后涂覆的，用以保证钢材在船舶建造期间不致生锈。 2、要求：
（1）防腐蚀性能：3～6个月 （2）快干性：3～5 min （3）漆膜机械性能好。 （4）不影响焊接工艺与质量（5）能与其后的船舶漆相配套；（6）低毒或无毒； （7）良好的施工性能。 三、车间底漆的种类
磷化底漆、富锌底漆、无锌底漆 四、底漆的保护性能取决于：
钢材表面的除锈质量； 钢材表面的粗造度 40～75 五、漆膜厚度： 100～120 §7.5 船用漆的配套及施工
一、配套原则
注意不同漆种（底漆与面漆）的配套适应性，选择最佳（合理）配套方案，以获得有效的保护。
配套原则：
1、两者之间要有良好的结合力； 2、两者之间相互适应性； 3、相近的韧性、硬度和干燥收缩性；4、考虑施工要求和保养方法。 二、施工可能出现的弊病
由于施工技术、环境气候、设备条件，粗心大意，可能产生不正常情况。 1、邹皮：涂料太厚，不易均匀干燥（流挂）2、露底：未调匀3、漆膜不干：含油太多 4、还粘： 5、咬底： 6、失光（发白）： 7、起泡：表面有水分 8、起粒：环境不清洁 §7.6 船舶漆的发展方向
新型油漆的发展方向：
1、合成树脂化 2、水性化、无溶剂化 3、长效低毒化 4、带锈底漆 思考题－5
1、船体电化学腐蚀的机理？
2、钢质海船的主要防腐措施有哪些？ 3、什么是油漆，其主要组成成分是什么？ 4、船底防污漆的作用与施工？
5、什么是车间底漆，其要求是什么？
课程总结 1、材料与焊接在造船生产过程中起非常重要的作用。是造船的基础。这就是本课程的目的。 2、一个工程的难易度，在很大程度上取决于工程所使用的材料，以及材料的加工方法（对造船来说－焊接）。
举例：LNG船舶建造技术
1、LNG？ Liquefied Natural Gas
LNG船特点 1、LNG特点
天然气的主要成份是甲烷，在常压下沸点为-160℃，液体比重（-160℃）0.43-0.48，气体比重（20℃）是空气的一半，气态与液态体积比600，在空气中可燃极限为5-15%，是一种低温、可压缩、易燃的气体，具有比重轻、无毒、不腐蚀等特性。 2、建造材料特点
能适应低温介质的材料，按国际燃气规范，对适用-165℃的设计温度的货舱须选用
9%的镍钢、奥氏体钢（不锈钢）、铝合金、奥氏体铁-镍合金（36%的镍钢），当LNG储罐（即货舱）泄漏时须保证物料15天内不外溢，需设置第二防漏隔层，因为LNG运输距离不论有多远，不会超过15天，在此期间即可回船厂维修，故LNG储罐（即货舱）为双层壳体，以防LNG泄漏，保护船体； 3、LNG储罐种类： 3.1 自撑式 ：
1）A型为棱形或称为IHI SPB，设置完整的二级防漏隔层，以防护全部货物泄漏，专利属于日本石川岛播磨重工公司； 2）B型为球形，设置部分二级防漏隔层，以防护少量货物泄漏，专利属于KVANERNER MOSS。 3.2 薄膜式
Technigaz：货舱内壁为波纹型。其特点是：可加工许多预制件，缩短造船时间，由于保温层较薄，相应货物装载量要略微大些，但保温材料较贵，并且保温采用粘结方式，施工后不能改动，对质量控制要求严格。
Gaz-Transport：选用0.7mm厚，500mm宽的平板INVAR钢（36%镍钢）货舱内壁为平板型。 4、焊接特点
建造LNG船要比建造油船需要更大量的劳动力和更高的技术工艺，具有极其严格的质量控制，是船舶制造业中要求最为严格的一种，尤其是建造密封系统需要特殊的设备和装置以及熟练技术劳力，须有密封系统的制造许可证。因此全世界LNG船的建造能力受到限制。
当今建造LNG船的厂家中。 1、制造自撑式球罐形：日本（三菱重工，川崎重工，三井造船）和芬兰（KVANERNER MOSS） 2、制造自撑式IHI SPB（棱形）：日本石川岛播磨重工
3、制造Gaz Transport（平板形）薄膜式：法国大西洋船厂，意大利FINCANTIERI，韩国现代和大宇，三菱重工和三井
4、制造Technigaz(波纹形)薄膜式：日本钢管厂（NKK）和韩国三星 课堂作业1
1、工程材料分类？ 2、造船史上的2次革命及对造船的影响？ 3、对造船材料的主要性能要求有哪些？4、规范对造船材料要求？ 课堂作业2
1、钢中杂质有哪些，其中S、P各有什么危害？ 2、船体结构钢等级？屈服强度指标？ 3、规范对船体结构钢的哪些方面作出了详细规定？4、船用钢材的选用原则与具体选用方法？
课堂作业3
1、用铜合金制造船用螺旋桨的好处？ 2、船体电化学腐蚀的机理？3、钢质海船的主要防腐措施有哪些？
4、什么是油漆，其主要组成成分是什么？5、什么是车间底漆，其要求是什么？
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