世界各国高强度军工舰船用特种钢(高强度低合金钢)回顾
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世界各国高强度军工舰船用特种钢(高强度低合金钢)回顾
世界各国高强度军工舰船用特种钢(高强度低合金钢)回顾
第二次世界大战后,世界各军事强国为了满足舰船装备的发展需求,研制开发了系列高强度舰船用钢。
如美国,战后发展了355MPa(36kgf/mm2)级HTS钢、550MPa(56kgf/mm2)级HY80钢、690MPa(70kgf/mm2)级HY100钢、890MPa(91kgf/mm2)级HY130钢,并用于实船建造;
俄罗斯开发了屈服强度从390-1175MPa(40-120kgf/mm2)级的АБ系列舰船钢;
法国最新建造的“凯旋”级核潜艇耐压壳体用钢屈服强度已达到980MPa。
HY-80、HY-100、HY-130都是美国在50年***始应用于舰艇制造的高强度低合金钢,现在已经普遍被HSLA-80和HSLA-100系列高强度钢所替代。此类高强度钢由于含有铜元素,因此有别于于传统的船体用钢。传统的高强度船体用钢均是在低碳低合金钢的基础上,通过采用调质热处理工艺获得低碳回火马氏体组织来达到高强度高韧性的配合。为了确保较厚规格钢板具有足够的淬透性,钢中通常需要添加较高含量的Ni,Cr,M.等合金元素。
钢的强度级别要求越高,船体钢的碳当大幅增加,这使得钢的焊接变得十分困难。如何兼顾高强度舰船用钢的强度和焊接性,己成为船体结构钢设计的一个关键因素。由于在钢里加入了一定比例的铜,其优点在于减慢了钢材在大气中的腐蚀速度。铜还可以改善钢材在海水中的耐蚀性,另外,含铜的钢材其耐磨性也有较大幅度的提高。由于韧性加强了,对于舰体的直接好处就是提高了防弹效果。
这种钢在战后美国第一代产品就是屈服强度为36kgf/mm的2级S钢,56kgf/mm的Z级HY80钢,70kgf/mm的Z级HY100钢以及91kgf/mm的级HY130钢。
俄罗斯也开发了屈服强度从40kgf/mmZ-120kgf/mmZ级的A6系列舰船钢:
我国也相继研制成功了40,45,60,80kgf/mm2级的高强度舰船用钢系列.
但是铜在钢中高到一定量时,将引起热脆性。将钢加热到℃(一般的热加工温度),铁优先氧化形成氧化皮,在氧化层和钢之间的界面上留下一层极薄的不易察觉的液态铜(铜的熔点仅为1083℃)。热轧或连铸时,钢中残余的铜便大量渗入晶界,造成晶间开裂。为避免热脆性,通常将钢中的铜作为有害元素而限制在0.35%以下。另外,含铜钢的氧化皮去除困难,使制品的表面质量低劣。某些在特殊环境中服役的钢,若残余铜含量高,还可能出现辐照脆性、去应力脆性和回火脆性等问题,核容器用钢必须控制残余铜含量≤0.08%。由于铜的有害作用,人们都怕铜钢。冶炼过铜钢的炉子通常要经过多次洗炉,同时为控制钢中残余铜含量而进行的处理,都无疑增加了生产成本。再一个,HY-80系列钢在焊接前要进行长时间预热,这也使造船成本增加。
近年来,国外对铜合金化进行了深入研究,并开发出一些含铜的新钢种。
这类新钢种以美国的可焊接低合金高强度HSLA-80及HSLA-100钢为代表。
HSLA-80钢是以ASTM710钢为基础开发的一种低碳、铜析出强化钢,其强韧性可达HY-80钢要求。采用HY-80型焊接材料焊接时,HSLA-80钢的热裂抗力和冷裂抗力都优于HY-80钢。由于焊接预热过程的减少或取消,造船成本比采用HY-80钢降低50%~90%。优良的焊接性能是由于焊接过程中的热量使铜溶解,晶料粗化,热影响区软化。
HSLA-80钢于1984年开始用于舰船建造。
在HSLA-80钢基础上发展的HSLA-100钢强度、韧性可以达到或超过HY-100钢,取消焊前预热仍可保持好的可焊性。
HSLA-100钢也是低碳、铜析出强化钢,它采用锰、镍、钼来增加淬透性,镍改善韧性,同时进一步加强ε-Cu的析出强化效果,铜含量高于HSLA-80钢。
作为HY-100钢的替代品,HSLA-100钢自1989年起开始使用。
像美国的“提康德罗加”级巡洋舰、“阿里.伯克”级新型导弹驱逐舰和“尼米兹”级核动力航母的某些结构及“黄峰”级两栖攻击登陆舰的主要结构,使用的都是HSLA-80钢。
气垫船的船体材料也是这种钢。
而美国先进的攻击型核潜艇(非耐压壳体)和新建的航母壳体则用HSLA-100,如1993年下水的CVN-74“斯坦尼斯”号航母上就大量使用了厚度从15.9到25.4mm的HSLA-100钢。
[color=Red]中国的潜艇用钢有590Mpa的921钢与785Mpa的980超级钢,前者是HY80级别的,后者是HY100级别的。[/color]
921估计是039用钢,而90年代研制的航母与潜艇耐压壳体980钢估计将使用在09III上。HY80钢的潜深能达到400米,HY100钢能达到600米。
980钢配套的焊接材料,通过合理的合金设计,超纯冶炼和超低氢工艺措施,很好地解决了与母材等强匹配。
在非常严格,苛刻和不同季节的条件下,实现了对980钢在产品制造和施工工艺上的适应性考核,结果表明980钢具有良好的造船工艺适应性。
[color=Red]980钢严格地按照科研程序走完了研制全过程,填补了我国785Mpa级耐压壳体用钢的空白,使该材料达到了国际先进水平。[/color]
我国是世界上造船大国,近年来增长强劲,对造船的钢需求量很大。造船用钢包括板材、型材和管材,其中又以板材为主,约占88%。2003年全国船板产量为201万吨,自给率为74%。国内有20多家钢铁企业生产造船钢板,主要有宝钢集团上海浦钢、鞍钢、武钢、重钢、舞钢、南钢、济钢、马钢等,普通强度级船板都通过了中国(CCS)、英国(LR)、法国(BV)、美国(ABS)、德国(GL)、日本(NK)、挪威(DNV)、韩国(KR)、意大利(RINA)等多个国家船级社的认证,部分钢铁企业的高强度船板也通过了多个国家船级社的认证。
上海浦钢生产造船用钢历史较久,2003年船板产量达到42万吨,其中出口用船板在万吨以上,产品质量较好,硫、磷含量低,机械性能稳定,尺寸精度较高,表面质量优良,规格齐全,厚度为6—100毫米,最宽达到3000毫米,牌号从低到高共有10个,已被用于制造各类大型运输船只,另外,抗层状撕裂钢板已经替代进口用于渤海、东海和南海的采油平台。
武钢2003年船板产量为29万吨,冶炼和轧制通过采用一系列的新工艺新技术新设备,产品具有化学成分稳定,有害元素含量低,钢质纯净,组织均匀,晶粒细小,塑性好,屈强比低,碳当量低,能适应大型造船厂自动埋弧焊、等离子焊等多种焊接工艺要求的特点,可用于制造各种吨位、各种型号的出口船。
重钢60年代初期开始研制生产船板,80年代按各国船级社船规规范组织生产,90年代又研制开发出一系列高强度级别产品。2003年船板产量达到32万吨。重钢非常重视船用钢板的研发,相继采用了预脱硫、炉外精炼、微合金化、保护浇注和控轧控冷细化晶粒等措施,使产品质量大为提高。
舞阳钢铁公司2003年船板产量为14万吨、其中厚度在40毫米以上的市场占有率为50%。产品质量好,钢质纯净度较高,有害元素和夹杂物低,低温韧性和焊接性能提高,同板差、异板差和表面缺陷均有改善。4个普通强度级和6个高强度级产品都通过国内外9家船级社认证。
2003年船板的产量,鞍钢为26万吨,南京钢铁联合公司为23万吨,济钢为8万吨,产品质量都有了较大提高。
从上述可以看出,目前我国的造船板质量基本上可满足用户需求,主要问题是钢板尺寸相对较小,厚度公差和同板差的精度等级与先进国家相比尚有差距,表面质量还需要改进,高强度级别的产品也需要大力研制和开发。
[color=Red][size=4]中国已经拥有了生产高强度舰船用特种钢的先进技术[/size][/color]
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这么一个破帖子,他娘的药审核如此之久!!!
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马哥对钢铁研究很透彻啊。
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过神仙画画的日子!
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关于举办“2014(第三届)国际交通运输装备轻量化峰会”的通知
各有关单位:
在轻量化产业发展新形势下,各大汽车、轨道交通、航空和船艇等交通运输装备生产厂商纷纷开始思考如何“瘦身减重”,如何推动高强钢、轻合金、碳纤维复合材料及工程塑料等新型轻质材料的大规模应用,解决材料应用过程存在的成型、连接技术及加工工艺问题,有效降低新材料应用的成本,以尽快在市场竞争中占据主导,成为未来轻量化技术发展的焦点问题。
在此背景下,为了把握全球绿色经济和轻量化战略发展方向,促进轻质材料在交通运输装备领域的应用,加强国内外行业间的信息共享,在连续两年成功举办“国际交通运输装备轻量化峰会”的基础上,“2014(第三届)国际交通运输装备轻量化峰会”将于12月4-5日在上海再次隆重召开。本届峰会以“轻量化和我们的绿色未来”为主题,探讨汽车、轨道交通、航空和船艇四大交通运输领域轻量化发展未来趋势,剖析国内外轻量化设计典型案例,比较不同轻质材料应用前景及优势,开展产品的轻量化设计技术、材料应用技术和制造技术的一体化,提升加工制造工艺水平,促进产、学、研、用一体化合作共赢等热点议题。
峰会同期还将举行“TELS轻量化展”以供企业产品推广与贸易洽谈。来自国内外60余家的产业园区、主机厂、一二级供应商、高校以及科研机构等将展示轻量化技术成果,涵盖铝镁合金、复合材料等轻质材料,成型技术、连接技术等先进轻量化制造技术,发动机、保险杠、车身件、内饰件等轻量化零部件,以及产业园区成果展示,汽车、飞机、高铁和船艇轻量化整体设计方案,共同推进中国交通运输装备轻量化产业的快速发展。
一、时间地点
时间:-5日 地点:中国&上海
二、组织机构
联合主办单位:上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,南京航空航天大学复合材料工程自动化技术研究中心,西南交通大学交通运输装备轻量化研究所,中国航空学会结构设计与强度分会,上海船舶工业行业协会,《先进制造业》全媒体
承办单位:上海闻鼎信息科技有限公司,闻泰会展服务(上海)有限公司
支持单位:德国弗劳恩霍夫协会,机械科学研究总院,德国中小企业联合会,上海有色金属行业协会,上海市压铸技术协会,吉林省汽车工程学会,江苏省轨道交通产业技术协会,江苏省航空航天学会,上海市汽车工程学会汽车测试专业委员会,中国机械工程学会铸造分会铸铁及熔炼技术委员会
特别支持媒体:第一压铸网,先进制造业网
三、部分嘉宾与企业
丁文江,上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心主任
顾翔华,中国汽车工业学会,特别顾问
张士宏,中国科学院金属研究所,研究员
朱知寿,中国航空工业集团公司钛合金材料技术,首席技术专家
熊守美,清华大学,教授
权高峰,西南交通大学交通运输装备轻量化研究所,所长
Ruediger Heim,德国弗劳恩霍夫协会结构耐久性与系统可靠性研究所,部长
Thomas Reichenbach,德国中小企业联合总会,首席代表
刘波,重庆长安汽车股份有限公司,室主任
David Wennberg,Interfleet Technology AG,顾问
凌天钧,上汽集团新能源和技术管理部,总工程师
熊飞,长城汽车股份有限公司,汽车轻量化技术总监
肖阳,中国铝业郑州研究院轻金属材料研究所,所长
洪伟,驶多飞集团,中国区总经理
俞麒峰,中国商飞上海飞机设计研究院,副部长
中国南车,中国北车,庞巴迪,阿尔斯通,川崎重工,齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司;上海汽车,中国一汽,北汽福田,东风,奥迪,宝马,本田,丰田,长安,吉利,通用,大众,奔驰,奇瑞,江淮,标致雪铁龙,菲亚特;成都飞机工业(集团)有限责任公司,中国商飞航空制造技术研究所,空中客车(天津)总装有限公司,庞巴迪宇航工业集团,机械科学研究总院
四、主题与报告内容
主题:轻量化和我们的绿色未来
报告主要内容:
1. 轻量化材料发展机遇与挑战
2. 新形势下复合材料发展及应用过程中所面临的问题
3. 钛及钛合金制造、加工及应用技术新进展
4. CAE技术在轻量化结构设计和多材料应用方面取得的最新进展
5. 钢铝接合紧固技术的最新进展及多材料设计的成本平衡策略
6. 新材料的表面处理——交通运输中如何增强新材料的使用寿命
7. 基于量产的碳纤维复合材料零部件制造工艺
8. 交通装备用大断面和复杂断面铝合金挤压成型技术介绍及案例分析
9. 超轻镁锂合金的研究与应用进展
10. 改性塑料帮助汽车制造商降低成本
11. NVH材料市场与轻量化
12. 超级激光焊接在汽车和航空中应用
13. 金属与塑料复合材料在航空座椅方面的应用
14. 如何协同汽车OEM设计开发轻量化塑料部件产品
15. 全球轨道车辆挤压铝材生产企业概况
五、参展范围
1. 汽车、轨道交通、民用飞机、船舶及其零部件的轻量化新产品与相关技术;
2. 交通运输领域、材料和装备领域的地方产业园区;
3. 高校及科研机构研究成果;
4. 金属材料:高强度钢、特殊钢材、激光焊拼钢板等;铝合金、镁合金、镁铝合金、钛合金等;铜、钛、镁等;
5. 非金属材料:改性塑料;通用工程塑料;工程塑料及成型材料;塑料合金;车用塑性材料:聚氨脂、聚脂、树脂及固化剂等;车用玻璃材料 ;车用橡胶材料;车用胶粘剂;车用摩擦材料;车用硅胶材料;零部件制造用化学品和材料;
6. 材料成型技术与设备、加工技术与设备;
7. 原材料及材料检测设备;
8. 涂层和表面处理;
9.设计与仿真软件提供商及其他相关单位。
六、往届回顾
首届TELS在业内同仁的期盼中应运而生,于-7日在上海银河宾馆隆重举行。大会获得了来自制造业各个分支系统的行业支持以及业内专家的智力支持。大会策划之初就定下产学研相结合,以市场需求为导向,多行业交叉互通互益的宗旨。大会架构设定为1个主论坛+3个分论坛,在模式上也力求创新首次尝试了会+展的全新模式,将校企联动、技术对接落到实处。与会嘉宾包括来自汽车、民用飞机、轨交3大领域的行业协会、科研院所、企事业单位。
在首届TELS圆满成功的基础上,以“新材料新技术 新装备 新机遇”为主题的第二届TELS续写了新的篇章,-7日历经一年组委会在充分调研了市场需求及业内焦点、技术难点的基础上,同期举办汽车轻量化论坛、轨道交通车辆轻量化论坛、民用飞机轻量化论坛和船舶轻量化论坛,并开设新产品展示区和贸易洽谈区,为企业提供“演讲+展示+贸易洽谈”的三重平台和“一站式”互动交流机会。
同时,组委会上海闻鼎信息科技有限公司积极整合行业资源,联合了西南交通大学交通运输装备轻量化研究所、中国第一汽车集团公司规划部、江苏省轨道交通产业技术协会、中国航空学会结构设计与强度分会、江苏省航空航天学会、上海船舶工业行业协会共同主办。吸引了来自政府职能部门、行业协会、主机厂、一二级供应商、科研机构等400余人参与峰会。
亲爱的朋友,我们的绿色未来需要大家的共同参与,欢迎您的加入!冬天即将到来,轻量化的春天还会远吗?今冬12月,我们汇聚一堂,共议轻量化;今冬12月,我们不见不散!
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