英国劳氏船级社船舶入级规范和规则

英国劳氏船级社船舶入级规范和规则

第4章铸钢件

第1节一般规定

1.1 范围

1.1.1 本节对拟用于制造船舶、其它海洋结构物、机械、锅炉、受压容器和管系的铸钢件作出一般规定。

1.1.2 凡涉及设计和建造的关于本规范中规定的铸件制造和试验均应符合第1和第2章的规定,以及本节的一般规定和第2节至第9节中适用的具体规定。

1.1.3 作为1.1.2的替代条款,凡符合国家或专用技术要求的铸件,只要这些技术要求与本章的要求合理等效;或对专门用途已经认可的铸件,均可予以接受。检验和认证通常应按第1章的规定执行。

1.1.4 对于大量生产的小型铸件或定量生产的同型铸件,可以根据第1章

2.4的规定,采取变通的检验方法。

1.2 制造

1.2.1 铸钢件应在英国劳氏船级社认可的铸造厂制造。所用钢料的制造程序应经英国劳氏船级社认可。

1.2.2 为除去多余金属而采用的火焰切割、火焰清理或电弧气刨等各种方法,均应按公认的优良工艺,并应在最终热处理之前进行。凡铸件因其化学成分和/或厚度而有必要预热之处,均应预热。其受影响的区域应用机加工或打磨平整至约2mm的深度,除非它显示钢材并未由于切割方法而受损害。切割表面有必要作特别检查,以便发现任何裂缝。

1.2.3 如用焊接方法把两个或多个铸件连接成一个组合构件,应提交拟用的焊接程序细节以供认可。并要求进行焊接程序的认可试验,也见1.9的规定。

1.3 铸件质量

1.3.1 所有铸件不应有不利于正常使用的表面或内部缺陷。表面光洁度应符合良好的工艺标准和经认可的技术条件的专门要求。

1.3.2 铸件表面不得用锤击、冷锻,也不得用任何可能掩盖缺陷的方法进行处理。

1.3.3 所有芯撑的位置应于注明并应作近观检查（如有需要，还应进行超声波检测），以保证溶透。

1.4 化学成分

1.4.1 所有铸件应采用镇静钢制造。桶样化学成分应在本章有关节中所规定的范围之内。在规定了通用的总范围的情况下,化学成分应与铸件的钢号、尺度和所要求的力学性能相适应。

1.4.2 除另有规定外,制造商可自行决定选用合适的晶粒细化元素。这类元素的含量应在桶样分析报告中列出。

1.5 热处理

1.5.1 所有铸件应按本章有关节中的要求进行热处理。

1.5.2 热处理应在构造适宜的炉内进行。该炉应能有效地维护,并备有合适的温度控制手段,且设有高温计以测量和记录炉内的装料温度。炉的尺度应能允许炉内装料能均匀地加热至需要的温度，应有足够数量的热电偶与炉内装料相连,以显示其温度适当均匀并在整个热处理过程中能将温度记录下来。如采用其它程序应经英国劳氏船级社材料和无损检测部门认可。这些记录的副本,连同表示温度测量位置的草图,应提交验船师。该记录应能确认所使用的炉子、装料的详情、热处理温度及在该温度下的时间和日期。验船师应审查各图表并确认证书中的各细节。如果很大的部件需要热处理时,可专门考虑用变通的办法。

1.5.3 如果铸钢件经受了局部再加热,或在最终热处理后进行了任何矫直工序,则为避免可能存在的有害残余应力,可要求进行后续的消除应力热处理。

1.6 试验材料和试验件

1.6.1 每一铸钢件应当为第2至第9节中规定的试验以及为了可能的再次试验所需的试验件提供足够的试验材料。试样应与铸件铸成一体,或者附铸到铸件上,其厚度应不小于30mm。

1.6.2 试样应在完成1.5.1规定的热处理后,方可从铸件上取下,并应作适当的标记。

1.6.3 作为1.6.1和1.6.2的替代条款,如果大小大致相同、每一质量小于1000千克的若干小铸件,由一个铸次铸成,并且都装入同一炉内进行热处理,则可用单独浇铸尺度适

宜的试验方法。这些试样应作出合适的标记,并同其所代表的铸件一起进行热处理。对每一批铸件至少应提供一个试样。

1.6.4 试件应按第2章的规定制备。拉伸试验件的横截面积应不小于150mm2。

1.6.5 再次试验程序应符合第2章1.4的规定。

1.7 外观检查和无损检测

1.7.1 所有铸钢件均应进行清理,并为检查作充分准备。适用的方法包括酸洗、碱洗、钢丝刷清理、局部打磨、喷丸或喷砂。

1.7.2 铸件表面不得用锤击、冷锻,也不得用任何可能掩盖缺陷的方法进行处理。

1.7.3 除另有协议外,铸件尺度的精度及其核查应由制造商负责。

1.7.4 所有铸件都应提交验船师作目视检查。在可行的情况下,应包括对内表面的检查。除本章下列诸节或本规范的其它分册或经同意的技术说明书中包含有更为特殊的无损检测要求外。铸钢件应按1.7.8进行磁粉检验。

1.7.5 凡本规范规定或要求的无损检测都应在验收前进行。所有试验均应由合格的操作人员使用可靠和保养良好的设备进行。试验方法应征得验船师的同意。

1.7.6 制造商应向验船师提供一份具有签署的报告书,以证明已作过无损检测,检测结果未发现任何严重的内部缺陷。在该报告书中还应包括所用试验方法的简要说明。

1.7.7 凡规定或要求进行磁粉检验的场合,都应采用在合适的液体中的磁粉悬浮液,不得采用干粉法。当使用电流方法进行磁化时,应特别小心以避免双圆棒电极烧痕而损坏完工的机加工表面。

1.7.8 在需要之处,磁粉或染色检验应由制造商于适当时间进行,而且铸件应处于完工状态。除非另有专门协议,否则这些试验应有验船师在场时进行。铸件应在下列各部位作检验:

(a) 所有可以触及的填角和截面变化处；

(b) 曾用火焰切割、火焰清理或电弧气刨去除多余金属的部位；

(c) 组装时焊接过的部位；

(d) 经验船师同意的其他部位,包括在使用中要承受高应力的区域。

验收标准应使验船师满意。

1.7.9 根据以后各节或商定的技术条件而需要由制造商进行超声波检验之处,验船师可以要求在场,以核实检验是否按商定的方法进行。检验应在下列各部位进行:

(a) 经验船师同意的在使用中要承受高应力的部位；

(b) 组装时焊接过的部位；

(c) 根据经验判断有可能出现严重内部缺陷的部位:这类部位应由制造商与验船师协商确定；

(d) 在随后的机加工可能暴露出丝状收缩或其它缺陷之外（例如螺栓孔、轴承孔）。

1.7.10 射线检验一般应由制造商在1.7.9超声波检验所标出的部位上进行。全部射线照片应提交验船师审查和验收。射线照相方法和验收标准应使验船师满意,并符合认可的技术条件中的任何要求。

1.7.11 任何铸钢件在以后的机加工或试验时,若证明其有缺陷,则不论该铸件以往有过任何合格证书,也应予以拒收。

1.8 受压试验

1.8.1 铸钢件应按有关本规范的要求,在最后验收前的最后机加工状态下进行受压试验。这些试验应在验船师在场时进行,并应使其认为满意。

1.9 有缺陷铸件的修整

1.9.1 当铸件上发现有不能验收的缺陷时,则应用机加工或批凿去除之,也可采用火焰清理或电弧气刨去除缺陷。但必要时需对铸件进行预热,而且由于修整造成的不平表面要随后磨平。铸件缺陷是否完全消除,应通过合适的无损检测予以验证。如果因去除缺陷而形成的浅槽或凹陷不致使铸件的强度明显降低,并能适当地修磨成平滑过渡,则验船师可自行决定是否验收。缺陷材料的完全消除应用磁粉或液渗透试验来验证。由焊接造成的小的表面密封不规则可以用焊补方法处理。

1.9.2 当采用火焰清理或电弧气刨时,应按照1.

2.2中所详列的要求。

1.9.3 用于奥氏体不锈钢的砂轮应为无铁型,而且只能用于不锈钢。

1.9.4 用焊补方法对铸件缺陷进行修补的所有建议应在开工前提交验船师。验船师应对铸件缺陷的数量、位置和大小能有效地进行修整而感到满意。

1.9.5 制造商应准备一份报告书和/或草图,其中详细列出所有焊补处的范围和位置。草图的副本应提交英国劳氏船级社,而且副本应附在铸件的合格证书上。

1.9.6 如经协商一致认为铸件能被修复,则该项工作应由合格焊工按照认可的焊接方法来进行,方法中应包括1.9.6至1.9.13中各要点。

1.9.7 除非与验船师另有协议,否则当需要焊补缺陷时,应在焊补前对整个铸件进行晶粒细化热处理。晶粒细化热处理需加热至临界温度上限之上。

1.9.8 铸件上的凹陷应具有合适的形状,以便进行焊补。此外,在为焊接作好最后准备以后,应用适当的无损检测方法进行复查,以保证全部有缺陷的材料已被消除。

1.9.9 除奥氏体和双相不锈钢以外的所有合金钢铸件,应在焊接前进行适当的预热。碳锰钢铸件也应按其化学成分、焊补处的尺度、形状和位置进行预热。

1.9.10 焊补应在有遮蔽、位于无风和无害的天气条件处,由合格的焊工在适当的监督下进行。全部焊补应尽可能在俯焊(平焊)位置进行。

1.9.11 所用的焊接消耗品应具有合适的成分,并能熔敷出一条力学性能类同于(但决不

低于)铸钢件母件的焊缝。要优先采用低氢型焊接消耗品。制造商应进行焊接工艺试验,以证实经1.9.12所述热处理之后能得到满意的力学性能。这些试验的结果应提交验船师。

1.9.12 焊补完成后,应按第2至第9节的规定对铸件进行热处理,或在不低于550℃温度下进行消除应力的热处理。所要求的热处理类型应根据铸件的化学成分和修理的尺度、位置和性质来确定。

1.9.13 焊补面积小,且铸件的机加工又已达最后阶段者,可特殊考虑采用局部消除应力

热处理,但应得到英国劳氏船级社(材料和无损检测部门)的事先同意。焊接工艺应使残余应力为最小。

1.9.14 热处理完成后,焊补区及其邻近的材料应予磨平,并用磁粉、染色、超声波或射线检验。验船师应参加检验,证明磁粉或染色检验的结果,并检查射线照片。所用的各种无损检测类型都应得到满意的结果。

1.9.15 当铸件无需焊补时,制造商应提交验船师一份报告书以说明这一实际情况。

1.9.16 铸造厂应保存详细的焊接工艺、热处理以及铸件焊补处的范围和位置的全部记录。这些记录应随时可供验船师查阅,当验船师提出要求时,应提供个别记录的副本。

1.9.17 对于有缺陷的曲轴用铸钢件的修整,见4.7。

1.10 铸件识别

1.10.1 制造商应采用一套能追溯所有竣工铸件的原始铸次的材料标记系统,而且当验船师要求进行这种追溯时,应为其提供一切方便。

1.10.2 验收前,对经过试验和检查得到满意结果的所有铸钢件,制造商应清晰地标记出

下列各项:

(a) 标记编号、浇铸号或能追溯铸钢件全部生产过程的其它标记;

(b) LR或Lloyd's Register及英国劳氏船级社地区办事处的简称;

(c) 负责检查的验船师的私章;

(d) 试验压力(如适用时);

(e) 最后检查日期。

1.10.3 对于大量制造的小型铸钢件,则可与验船师专门协商确定其它变通的标记安排。

1.11 认证

1.11.1 制造商应向验船师提供一份对已验收的每一铸钢件或每批铸钢件的书面说明,给出下列项目:

(a) 买方名称和定单号码;

(b) 铸钢件和钢质量的说明;

(c) 标记号码;

(d) 炼钢方法、浇铸号、桶样化学分析。假使是特种等级的钢(见第2节),还应包括产品或试件的化学分析;

(e) 热处理的一般详情,包括温度及在该温度下的时间;

(f) 力学性能试验结果;

(g) 试验压力,如适用时。

1.11.2 合适时,制造商应提供一份1.7.6要求的关于无损检测并经签署的报告书,以及详细标出1.9.5要求的每一铸件所有的焊补范围和位置的报告书和/或草图,或者1.9.15中所述的报告书。

第2节船舶和其它结构用铸钢件

2.1 范围

2.1.1本节对拟用于制造船舶和其它结构物的碳锰钢铸件作出规定。这些铸件的设计和验收试验与其在环境温度下的力学性能有关。

2.1.2对标准的和特殊的两个质量等级作出规定。

2.1.3如拟采用比本节2.4.3款规定的最小抗拉强度更高的碳锰钢或合金钢时,则应提交其化学成分、力学性能及热处理等细节以供认可。

2.2 化学成分

2.2.1桶样化学成分应符合表4.2.1的规定。

2.2.2对于特殊等级,含铝量与含氮量的乘积应符合下式:

(%Al

×%N)105≤60

酸溶的

2.2.3对于特殊等级,应强制性地对产品或试棒校核其化学分析。产品或试棒的校核分析应符合表4.2.1的要求

表4.2.1 化学成份

质量等级标准特殊(见注3)

碳0,23% 最大值0,23% 最大值

硅0,60% 最大值0,60% 最大值

锰0,70 – 1,60% 0,70 – 1,60%

硫0,040% 最大值0,035% 最大值

磷0,040% 最大值0,035% 最大值

铝- (酸溶的) –0,015 – 0,080%

(见注1 and 2)

残余元素：

铜

0,30% 最大值

0,30% 最大值

铬0,30% 最大值

0,30% 最大值

镍0,40% 最大值0,40% 最大值

钼0,15% 最大值0,15% 最大值

总共0,80% 最大值0,80% 最大值

注：

1、可测定总的含铝量以替代酸溶的量，在这种情况下，总的含铝量应为0,020 – 0,10%.。

2、根据与英国劳氏船级社的专门协议，可使用除铝以外的晶粒细化元素。

3、对于特殊等级应测定含氮量。

2.3 热处理

2.3.1铸件应以下列中的一种状态供货:

(a)完全退火,或

(b)正火,或

(c)正火,并在不低于550℃温度下进行回火,或

(d)淬火,并在不低于550℃温度下进行回火。

2.3.2对于较大的铸件，当在较厚处可能出现微小结构粗糙，可以要求作一次双奥氏热处理以保证足够的颗粒细化。粗糙微小结构可以用约为30dB/m在2MHz的超声波检查的增加变弱中显示出。

2.3.3紧接焊缝修补后及/或肘板附件上，所有铸件应在交货前作一次焊后热处理，其温度应不少于550℃。

2.4 力学性能试验

2.4.1对代表每一铸钢件或每批铸钢件的材料,至少应作一次拉伸试验。

2.4.2如铸钢件形状复杂,或者竣工质量超过10t,则应制备两个试样。如大型铸钢件是由两个或更多铸次的钢水制成时,且在浇铸前未在一个桶中混合,则应根据其相应的铸次数取两个或更多的试样。这些试样应整体浇铸，其位置应尽量远离。

2.4.3 力学性能试验的结果应符合下列要求:

屈服应力200 N/mm2(最小值)

抗拉强度400 N/mm2(最小值)

断面收缩率40%(最小值)

2.4.4应对每一特殊等级铸钢件提供一组3个夏比V形缺口冲击试件。这些试件可取自铸件最厚部分的小延伸处,或者与铸件整体铸成,但尺度能代表铸件最大剖面厚度。这些试件应按第2章进行试验,并且其在0℃时的平均能应不小于27J。

2.5 无损检测

2.5.1在船舶建造中,拟用于艉框架、舵框和螺旋桨轴支架的铸钢件,应按1.7进行超声波和磁粉探伤检验。对用于其它结构物的铸钢件,其无损检测的型式和范围应与验船师专门商定。

第3节机械制造用铸件

3.1 范围

3.1.1本节对第4至第7节范围以外的、拟用于机械制造的碳锰钢铸件材料作出规定。

3.1.2如拟采用比本节3.2.1款规定的含碳量更高的钢或合金钢时,则应提交其化学成分、力学性能及热处理等的细节以供认可。

3.1.3不允许制造或修理铸钢连杆,除非其制造和质量控制程序已经英国劳氏船级社认可。为了认可,应在制造厂用所建议的方法进行试验以证明铸件是完好的。应进行试验以证实铸件,包括曾经焊补过的区域,已具有合格的力学性能。有关制造、修理和质量控制程序的任何改变应提交英国劳氏船级社认可。另见第1章2.2。

3.2化学成分

3.2.1除3.2.2中的规定外，桶样化学成分应符合下列范围：

碳0.40%（最大值）

硅0.60%（最大值）

锰0.50～1.60%

硫0.040%（最大值）

磷0.040%（最大值）

残余元素：

铜0.30%（最大值）

铬0.30%（最大值）

镍0.40%（最大值）

钼0.15%（最大值）

总共0.80%（最大值）

3.2.2拟作为焊接装配件部件用的铸钢件应具有良好的可焊性，其含碳量一般不超过0.23%。

3.2.3焊接结构采用较高含碳量的钢或合金钢的建议，须经专门考虑。

3.3 热处理

3.3.1铸钢件应经:

(a)完全退火,或

(b)正火,或

(c)正火,并在不低于550℃温度下回火,或

(d)淬火,并在不低于550℃温度下回火。

3.3.2对于发动机的铸钢底座板、涡轮机的铸钢外壳和其它在尺度稳定性及消除内应力方面要求较高的铸钢件,应进行消除应力热处理。这应在不低于550℃的温度下进行,随后将炉温冷至300℃或更低;或者,也可采用完全退火处理,但要将铸件在炉内冷至300℃或更低。

3.4 力学性能试验

3.4.1对代表每一铸钢件或每批铸钢件的材料,至少应作一次拉伸试验。

3.4.2如铸钢件形状复杂,或者竣工质量超过10t,则应制备两个试样。如大型铸钢件是由两个或更多铸次的钢水制成时,且在浇铸前未在一个桶中混合,则应根据其相应的铸次数取两个或更多的试样。这些试样均应整体浇铸，其位置应尽量远离。

3.4.3表4.3.1列出相应于不同强度水平的屈服应力、伸长率和断面收缩率的最低要求,但这并不意味着须把这些强度水平看作为特定的等级来划分。可以给定最低抗拉强度的中间水平,假使那样,屈服应力、伸长率和断面收缩率的最小值可用内插法求得。

3.4.4铸钢件可按表4.3.1所列的总范围内选择任何规定的最低抗拉强度供应。

3.4.5拉伸试验的所有结果均应符合表4.3.1中对应于该规定的最低抗拉强度所列的要求。

3.4.6对于合金钢铸件和碳锰钢铸件,当含碳量超过0.40%时,则其力学性能试验结果应符合认可的技术条件。

3.4.7当一个铸钢件或一批铸钢件不能达到力学性能的试验要求时,则可再进行热处理,然后提交作验收试验,但是这种做法最多只能进行两次,见第1章4.6。

表4.3.1 验收用力学性能：

作机械构造用的碳钢及锰碳钢铸件

抗拉强度N/mm2

屈服应力

N/mm2最小值

5,65的伸长率

% 最小值

面积收缩率

% 最小值

400 – 550 200 25 40

440 – 590 220 22 30

480 – 630 240 20 27

520 – 670 260 18 25

560 – 710 300 15 20

600 – 750 320 13 20

3.5 无损检测

3.5.1所有活塞顶和气缸盖均应作超声波检验。此外,如这些铸件拟用于缸径大于400mm 的发动机时,则还应按1.7作磁粉或染色探伤检验。

3.5.2发动机的铸钢底座板应按1.7作超声波和磁粉或染色探伤检验。

3.5.3涡轮机铸钢外壳应按1.7作磁粉或染色探伤检验。此外,在准备制作焊缝的部位,还应进行超声波或射线透视检验。

3.5.4其他铸钢件,凡有规定者,均应作无损检测。