大型船用锻件是船舶制造中的关键部件，其性能和可靠性直接影响船舶的安全性和使用寿命。以下是其主要特点及材料选取的关键要点：

一、大型船用锻件的主要特点

尺寸与重量大

如舵杆、推进轴、艉轴法兰等锻件，长度可达十几米，重量达数十吨，需满足高强度、高韧性的要求。

复杂受力环境

承受交变载荷（如波浪冲击）、腐蚀（海水、盐雾）、疲劳应力等，需兼具抗拉、抗压和抗冲击性能。

高可靠性要求

需通过严格的无损检测（超声波、磁粉探伤）和力学性能测试（如低温冲击韧性）。

长寿命需求

设计寿命通常超过20年，需考虑耐腐蚀和抗疲劳性能。

二、材料选取的关键因素

力学性能

强度：屈服强度（≥355 MPa级）和抗拉强度是关键指标，如舵杆需承受巨大弯矩。

韧性：低温冲击韧性（如-40℃下的KV≥34J）避免脆性断裂。

耐腐蚀性

海水环境中需选择耐点蚀、应力腐蚀的材料，常添加Cu、Cr、Ni等元素。

焊接性与加工性

大型锻件需后续焊接（如与船体连接），材料需低碳当量（CE≤0.45%）。

经济性

在性能达标前提下，优先选用成本较低的微合金化钢（如添加V、Ti、Nb替代部分Ni、Mo）。

三、常用材料类型

碳钢与碳锰钢

如GB/T 5312的船用20#、Q345D，用于一般结构件，成本低但耐蚀性较差。

低合金高强度钢

EH36（ASTM A131）：添加Ni、Cr、Mo，用于极地船舶，耐低温（-60℃）。

42CrMo4（EN 10083）：用于高负荷轴类，调质处理后强度达800 MPa以上。

不锈钢与双相钢

316L（00Cr17Ni14Mo2）：用于海水泵阀锻件，耐Cl⁻腐蚀。

2205双相钢（S32205）：兼具奥氏体与铁素体优点，耐蚀性优于304。

特殊环境材料

镍铝青铜（C95800）：用于螺旋桨轴，耐空蚀和海水腐蚀。

四、典型锻件材料示例

五、材料处理工艺

热处理

1. 

正火+回火（碳钢）、淬火+回火（合金钢）以提高综合性能。

2. 

表面防护

1. 

喷涂锌铝合金（Zn-Al15）或包覆防腐涂层。

2. 

锻造工艺

1. 

采用多向锻压或等温锻造以减少内部缺陷。

2. 

六、行业标准参考

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国际：LR（劳氏船级社）、DNV（挪威船级社）材料认证。

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国内：GB/T 5312《船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管》。

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总结

大型船用锻件的材料需综合力学性能、环境适应性和成本，优先选择通过船级社认证的低合金钢或不锈钢，并通过优化锻造与热处理工艺确保性能。例如，高负荷轴类常用34CrNiMo6，而腐蚀环境优选双相不锈钢2205。