简述 制造船用螺旋桨的不锈钢材料

简述 | 制造船用螺旋桨的不锈钢材料螺旋桨是船舶动力系统的核心部件，它的作用是将船舶主机发出的功率转变为推动船舶运动的推力。螺旋桨的制造、修理和装配的质量将直接影响船舶航行性能和安全。螺旋桨材料随着造船工业、合金化技术及熔炼和铸造技术的进步，在21 世纪有了突飞 猛进的发展。100 多年来，制造螺旋桨的材料经历了木材、铸铁、铸钢、巴森青铜到铝青铜的发展， 材料的性能也经历了从低到高的转变。其中，铝青铜材料因其具有高强度、高腐蚀疲劳强度、 不易出现脱锌腐蚀和应力腐蚀开裂等优点，在世界各国被广泛应用。近年来，随着船舶大型化和高速化的发展，螺旋桨往往会承受过重的载荷；此外，海水 污染日趋严重及船舶艉轴不均匀流场的加重，使得铜质螺旋桨发生严重的空蚀和桨叶变形为了使当代的船用螺旋桨具有更高的机械性能、耐海水腐蚀性能和更高的腐蚀疲劳强 度，还有在全球气候变暖、北极冰区航线开通以及各国船东竭力节省更多时间和能源消耗的 背景下，不锈钢材料逐渐登上了制造大型船用螺旋桨的舞台。不锈钢螺旋桨相对于铜合金制螺旋桨具有更高的强度（见表），因此，可用减薄叶片厚度的方法来减轻旋转阻力，提高推进效率和降低噪声在同等设计条件下，不锈钢螺旋桨的质量比铜合金螺旋桨轻，可以减少螺旋桨转动惯量，防止船尾轴承磨损。船级社规定的制造螺旋桨材料的力学性能表材料Lida Q牌丐抗拉强度/UPa屈服强度/MPa不锈钢12CrlNi孑59。孑44013Cr4Ni750550ISCrSNi760铜合金CLilMn-Brase440175Cj3AI-Ni-DronzeCu4Mn-Ni-Bronze630275不锈钢螺旋桨还具有高腐蚀疲劳强度、抗空泡腐蚀和耐氯化物应力腐蚀的能力，其腐蚀速率通常为0.11.0mm/a,仅次于铜合金0.020.10mm/a的腐蚀速率。而双相不锈钢还具有优良的焊接性能，叶片可单独浇注，焊接组合可制造超大型螺旋桨，热裂倾向较小，不需要进行焊后热处理,此外还可节约成本。但不锈钢材料熔点及浇注温度高,造型必须采用高耐火度材料,而且需要进行热处理来 保证材料的力学性能,但在热处理过程中螺旋桨易发生无规律的变形,增加铸造方案制定难 度；其中,马氏体不锈钢材料机械加工困难,主要以磨削为主,增加劳动强度,降低加工效 率。而双相不锈钢热处理过程在铁素体和奥氏体的晶界处易析出有害的。相，会导致材料韧 性及耐腐蚀性能急剧下降。目前，世界九大船级社规定，用于制造船用螺旋桨的不锈钢材料其微观组织主要有 3 种，即马氏体、奥氏体和铁素体-奥氏体（双相不锈钢）。资料来源网络，中兴溢德不锈钢整理。