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船用螺旋桨的材料及发展.doc

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船用螺旋桨的材料及发展螺旋桨是舰船的一个重要部件。采用什么材料制造螺旋桨对它的工作性能影响很大。长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金,其中镍铝青铜又是首选材料。其原因主要是:(1)铜合金的耐腐蚀性好,基本上可满足海水中螺旋桨的使用要求;(2)铜合金的熔点低,便于熔炼和铸造,铸件不需要进行热处理,经加工便可使用。目前国内常用锰黄铜(ZHMn55-3-1)、铝锰黄铜(ZHAI 67-5-2-2)和锰铝青铜 (ZQAI 12-8-3-2),其中锰铝青铜的综合性能比锰黄铜和铝锰黄铜优异。后续发展的更多型号不锈钢材料,对螺旋桨整体性能得到很大提高。并且,人们也没有停止对轮船螺旋桨用更新材料和性能的探索。镍铝青铜具有优异的耐应力腐蚀开裂、耐腐蚀疲劳、耐空泡腐蚀、耐冲蚀和抗海生物污损等性能。镍铝青铜在耐海水腐蚀疲劳方面远远超过不锈钢和黄铜,比锰青铜还好;在耐冲蚀方面也远远高于黄铜,耐空泡腐蚀性能格外好。镍铝青铜耐海水均匀腐蚀、空泡腐蚀和腐蚀疲劳的性能与超级双相不锈钢相当,在海水中不发生点蚀,不发生氯化物应力腐蚀开裂,其强度与奥氏体不锈钢相当,经热处理后可与双相不锈钢媲美。镍铝青铜还具有优异的导热、导电性能,良好的耐磨损性能、焊接性能,且价格低廉。铸造镍铝青铜的价格远远低于铸造超级双相不锈钢或超级奥氏体不锈钢。因此从价格与腐蚀性能角度考虑,镍铝青铜完全能够满足海水管系的需要,且应用范围还在逐渐扩大。主要用在船用螺旋桨、大型泵用叶片、紧固件、海水管件、消防龙头、阀、海水淡化装置等。但镍铝青铜有两个主要缺点:一、是在污染海水中耐腐蚀性能下降。二、是对选相腐蚀比较敏感。螺旋桨用不锈钢的发展长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金,其中镍铝青铜又是首选材料。其由于铜合金材料强度的大幅度提高受到限制,随着船舶的大型化和单轴功率的增大,迫切需要开发强度更高的螺旋桨材料。此外,近年来港湾和江河水域的海水污染加剧,铜合金螺旋桨的耐蚀性能也开始出现问题。因工业废水和城市污水的排放,使海水中的有机物大量增加,导致厌气性硫酸盐还原菌大量繁殖。海水中的硫酸盐被还原后产生了对铜合金具有强烈腐蚀作用的硫离子。因此,铜合金螺旋桨因这种腐蚀所造成的破坏常有发生,甚至仅使用数日螺旋桨表面便发黑且粗糙不堪。 取代铜合金的不锈钢螺旋桨材料便成为螺旋桨材料开发的新方向。
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