船用不銹鋼發(fā)展史
船用不銹鋼鋼是指用于制造海船和大型內河船體結構的鋼。這些鋼種有強度高、韌性好、容易加工和焊接、耐海水腐蝕等綜合特性,可成功地用來制造萬噸遠洋巨輪。
由于組織結構決定了鋼的性能,所以組織結構控制一直是船板鋼生產(chǎn)技術發(fā)展的關鍵,鐵素體+珠光體組織的鋼,雖然在一定的冷卻范圍內強度可以得到提高,韌性得到改善,但效果并不理想。開發(fā)綜合力學性能良好的船鋼板成為目前國內外船板鋼研究的主題。近年來,國內外研究成果表明,高碳貝氏體鋼盡管具有較高的強度,但其沖擊韌性與焊接性能較差。隨著冶金技術的不斷發(fā)展,發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的低碳馬氏體不但具有較高的強度,同時又具有較低的沖擊轉變溫度、優(yōu)良的焊接性能,而且這些優(yōu)良的綜合機械性能在控軋狀態(tài)下即可獲得。
自美國用碳素鋼建造第一艘潛艇起,在20世紀50年代初期,船體結構鋼一直使用鐵素體加珠光體的碳錳低合金鋼,后期開始使用調質熱處理的鎳鉻鉬系合金元素為主的HY-80鋼;隨著對船板鋼要求的不斷提高,將合金元素的含量和回火溫度進行調整,成功研制了HY-100鋼。之后,美國又相繼研制了HY-130和HS-LA系列鋼,由于含碳量較低,合金對氫致裂紋不敏感,焊接性能好,因此具有很好的使用性能,但其強度并無太大提高。
同時期,日本憑自身強大的經(jīng)濟和技術實力,開發(fā)出一系列高強度船體結構鋼,如成分為8/10Nr-Gr-Mo-V-0.1/10.15C高強度鋼、馬氏體時效鋼(18Ni-8Co-3Mo-Ti-Al-0.03C、12Ni-5Gr-3Mo-Ti-Al-0.03C)和雙相強化鋼,其新開發(fā)的STX-21系列鋼,強度和壽命將超過現(xiàn)有鋼一倍以上;俄羅斯也開發(fā)了強度從390-1175Mpa級核潛艇采用了屈服強度為980Mpa的HLES100鋼。建國以來,我國也研制成功了390、440、590、785Mpa級的高強度艦船用鋼系列。
目前,一系列新技術新工藝的應用為高強度船體結構鋼指引了新的方向。