Kuumavalssattujen laivanlevyjen materiaali ja materiaaliominaisuudet

Kuumavalssattujen laivanlevyjen luokittelun esittely

Kuumavalssatut laivanlevyt ovat rakenneteräslevyjä, jotka on valmistettu erityisesti laivan rungon, väliseinien, kansi- ja muiden merirakenteiden rakentamiseen tiukkojen luokitusyhteisöjen sääntöjen ja kansalaisten standardien mukaisesti nämä levyt ovat saatavilla laajassa mittavaihtoehdoissa, joiden paksuus vaihtelee yleensä 3–300 mm, leveys 600–4200 mm ja pituus jopa 18 000 mm. laivalevyjä koskeva tunnetuin standardi on ASTM A131/A131M, joka kattaa rakenneteräslevyjä, -muotoja, -tankoja ja -nastoja, jotka tarkoitetaan pääasiassa laivojen rakentamiseen. tämän standardin mukaiset materiaalit jaetaan kahteen pääryhmään: tavallisen lujuuden teräkset ja korkealujuusiset teräkset. .

Tavallisen lujuuden ryhmään kuuluvat laadut A, B, D ja E, joita erottaa toisistaan niiden määritetty minimi-Charpy V-loven iskulujuusominaisuudet eri lämpötiloissa. korkealujuusryhmään kuuluvat laadut AH, DH, EH ja FH, jotka ovat saatavilla useissa lujuustasoissa, joiden määritetty minimi myötöraja on 46 ksi (315 MPa), 51 ksi (350 MPa) tai 57 ksi (390 MPa). tämä systemaattinen luokittelu mahdollistaa laivan suunnittelijoiden ja insinöörien valita sopivan teräslaatteen tietyn rakenteellisen sijainnin, odotettujen käyttökuormien ja aluksen kohtaamien ympäristöolosuhteiden perusteella.

Tavallisen lujuuden laivateräksiset levyt ja niiden ominaisuudet

Tavallisen lujuuden laivateräksiset levyt – laatuluokat A, B, D ja E – jakavat yhteisiä mekaanisia ominaisvaatimuksia, mutta niiden iskun sitkeyden ominaisuudet eroavat toisistaan. Kaikilla neljällä luokalla on vähimmäismääritelty myötöraja 34 ksi (235 MPa) ja vetolujuusalue 58–75 ksi (400–520 MPa) luokan A teräs on perusluokka, jolle ei vaadita iskukokeita. Luokan B teräs on yleisesti käytetty vetolujuudeltaan keskimääräinen teräs, jolla on hyvät sitkeysominaisuudet, vahva korrosionkestävyys sekä erinomaiset käsittely- ja hitsausominaisuudet . Luokan D teräs käsitellään iskukokeessa –20 °C:ssa, kun taas luokan E teräs – korkein tavallisen lujuuden luokka – kokeillaan –40 °C:ssa. Levyn paksuuden ollessa enintään 40 mm ilmalla jäähdytetyllä valussa ja ohjatulla valussa on yleinen toimitustila. . Levyn paksuuden ylittyessä 40 mm:n normaalikuumennus tai lämpömekaaninen ohjattu prosessointi (TMCP) vaaditaan lujuuden ja sitkeyden parantamiseksi. .

Tavallisten lujuusluokkien laivalevyjen kemiallinen koostumus on tiukasti säädettävä varmistaakseen yhtenäiset mekaaniset ominaisuudet ja hitsattavuuden. Luokan A levyissä hiilipitoisuus on enintään 0,21 %, pii-pitoisuus enintään 0,50 % ja mangaanipitoisuus enintään 0,60 %, kun taas fosforin ja rikin pitoisuus on rajoitettu kummassakin 0,035 %:iin. Luokat B, D ja E ovat samanlaisia hiilipitoisuuden ja epäpuhtauksien suhteen, mutta mangaanipitoisuutta säädellään saavuttamaan vaaditut mekaaniset ominaisuudet. Mangaani–hiili -suhde pidetään ylärajan 2,5 yläpuolella varmistaakseen riittävän lujuuden ja sitkeyden. Levyt ovat erinomaisesti hitsattavia, ja tiukka kemiallisen koostumuksen ja mekaanisten ominaisuuksien valvonta takaa yhtenäisen ja luotettavan laadun vaativiin merenkulkusovelluksiin hitsattaessa oletetaan, että käytetään hitsausmenetelmää, joka on sovelias teräsluokalle ja tarkoitukseen tai käyttöolosuhteisiin .

Korkealujuusisia laivalevyjä ja niiden ominaisuuksia

Korkean lujuuden laivalevyt – luokat AH, DH, EH ja FH – tarjoavat erinomaisia mekaanisia ominaisuuksia vaativiin rakenteellisiin sovelluksiin laivojen rakentamisessa. Nämä luokat ovat saatavilla useissa lujuustasoissa: 32 (vähintään 315 MPa:n myötöraja), 36 (vähintään 355 MPa:n myötöraja) ja 40 (vähintään 390 MPa:n myötöraja) esimerkiksi AH36-, DH36- ja EH36-teräslevyillä on vähintään 51 ksi:n (355 MPa) myötöraja ja vetolujuusalue 71–90 ksi (510–650 MPa) näiden luokkien korkeampi lujuus mahdollistaa ohuemman kylkilevyn käytön, mikä vähentää aluksen kokonaismassaa säilyttäen samalla rakenteellisen eheytet jokainen lujuustaso on lisäksi jaettu laatuasteikkojen mukaan vastaamaan iskukokeiden lämpötiloja: luokka A (0 °C), luokka D (–20 °C), luokka E (–40 °C) ja luokka F (–60 °C). Tämä kattava luokittelujärjestelmä varmistaa, että jokaiselle rakenteelliselle komponentille voidaan valita sopiva teräsluokka – alusta ei-kriittisistä sisäisistä väliseinistä Arctic-ympäristössä toimivien ulkoisten rungon osien suurimman rasituksen kantaviin osiin.

Korkealujuuslaivojen levyjen kemiallinen koostumus sisältää mikroseokselementtejä, jotta saavutetaan parannetut mekaaniset ominaisuudet. Nämä luokat sisältävät hiiltä enintään 0,18 %, mangaania 0,90–1,60 %, piiä 0,10–0,50 %, ja fosforin sekä rikkelin rajoitetaan kumpikin 0,035 %:iin hienojakoisen raekoon ja tihennyslujuuden saavuttamiseksi tehdään ohjattuja lisäyksiä niobiasta (0,02–0,05 %), vanadiinista (0,05–0,10 %), titaanista (enintään 0,02 %) ja muista elementeistä . Sovelluksissa, joissa vaaditaan vastustuskykyä lamellaariselle repeämälle, on saatavilla Z-luokan teräs (esim. Z35), jonka vähimmäisvaadittu keskimääräinen poikkileikkauksen pienenemä läpikuultavassa vetokokeessa on 35 % . Korkean lujuuden laivanlevyjen toimitusehto on ratkaisevan tärkeä: kuumavalssattu toimitus ei yleensä ole sallittua. Sen sijaan levyt on toimitettava normalisoituna, normalisoituna valssattuina tai TMCP-käsittelyn (lämpömekaaninen ohjattu käsittely) kautta valmistettuina. TMCP-käsittely sisältää ohjatun valssaamisen ja sen jälkeisen kiihdytetyn jäähdytyksen, mikä tuottaa erinomaisen sitkeyden, erityisesti alhaisissa lämpötiloissa, tarjoavan hienojakoisen mikrorakenteen. Lämmökäsittelyn tila merkitään selvästi jokaiseen levyyn – "N" tarkoittaa normalisoitua ja "TMCP" lämpömekaanisesti ohjattua käsittelyä. Tämä tiukka prosessointiehtojen valvonta varmistaa, että korkean lujuuden laivanlevyt tarjoavat vaaditun yhdistelmän lujuutta, sitkeyttä ja hitsattavuutta, mikä on välttämätöntä nykyaikaisten alusten ja merirakenteiden turvallisessa ja luotettavassa rakentamisessa .