1411 船舶材料-part2

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
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。
Kw W W0 W1 ST ST
g 2 m h


2、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。
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，如下图。
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：
e
e
i
e
水 溶 液
i Cu H+
+ + + + +
-
Fe
+ + + + +
OH
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
金属元素 电极电位 Mg －2.375 Zn -0.763 Fe -0.409 H 0 Cu 0.3402
腐蚀过程： （1）阳极反应, 形成水化铁离子。
K 8.76 Kw

( 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。
1、比重小：0.9~2.2 泡沫（0.03） 2、比强度高： （按单位重量计算强度） 3、良好的耐腐蚀性：
4、绝缘性好：
5、耐磨、减磨： 6、消音吸振： 7、绝热： 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
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）:
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： （2）耐气候老化性好，吸水率低： （3）制品表面光滑： （4）耐腐蚀性：
（5）耐冲击性好：
（6）抗磁、隔音、不反射雷达：
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。
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 B 白铜 Cu＋Ni Cu＋Al
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）
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
（7）施工简便、易维修。
4、玻璃钢成型方法： （1）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
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）
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）
船 舶 材 料
Shipbuilding Materials
Part 2 （第4 - 7章）
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
O2 H 2O 4e 4OH

2H 2e H 2
由于上述反应不断消耗从阳极铁板流来的电子，阻滞了阴极 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：
Fe2 2OH FeOH 2

FeOH 2 O2 H 2 4FeOH 3 （铁锈）
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 ZQAl 12－8－3－2
铸造 Mn Al Fe Ni
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
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）
着色剂：
阻燃剂： 发泡剂：
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
2H 2e H 2
Fe板上： （沉淀出一种不溶性的白色腐蚀产物）
Fe 2OH FeOH 2
2

2、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。 对比：
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。
Fe（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
ABS塑料管、救生泡沫塑料
塑料的不足：