ASTM A131 AH36级低碳船用钢——力学与物理性能详解
材料概述
ASTM A131 AH36 是船用高强度结构钢中应用最广泛的钢级之一，最小屈服强度355 MPa，抗拉强度490-620 MPa。相比AH32强度提升约13%，可减薄板厚、减轻船体重量。化学成分与AH32相似，通过工艺控制实现更高强度。
主要性能参数
一般物理性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.8 - 7.9 g/cm³ | 低碳钢典型值 |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 低碳钢典型值 |
| 延伸率 A200 | 23.0 °C | 13 - 21 % | |
| 延伸率 A50 | 23.0 °C | 20 % | |
| 泊松比 | 23.0 °C | 0.29 | 低碳钢典型值 |
| 剪切模量 | 23.0 °C | 82 GPa | 低碳钢典型值 |
| 抗拉强度 | 23.0 °C | 490 - 620 MPa | |
| 屈服强度 | 23.0 °C | 355 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 23.0 °C | 1.32E-5 - 1.38E-5 1/K | 低碳钢典型值 |
| 最高使用温度 | 500 °C | 碳钢典型值 | |
| 熔点 | 1480 - 1526 °C | 低碳钢典型值 | |
| 比热容 | 23.0 °C | 465 J/(kg·K) | 低碳钢典型值 |
| 热导率 | 23.0 °C | 25 - 93 W/(m·K) | 低碳钢典型值 |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 | 23.0 °C | 1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m | 碳钢典型值 |
磁学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 居里温度 | 770 °C | 低碳钢典型值 |
化学成分 (典型值，质量分数%)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 铝 (Al) | 0.015 % |
| 钙 (Ca) | 0.005 % |
| 碳 (C) | 0.18 % |
| 铬 (Cr) | 0.20 % |
| 铜 (Cu) | 0.35 % |
| 锰 (Mn) | 0.90 - 1.60 % |
| 钼 (Mo) | 0.08 % |
| 镍 (Ni) | 0.40 % |
| 铌 (Nb) | 0.02 - 0.05 % |
| 磷 (P) | 0.04 % |
| 硅 (Si) | 0.10 - 0.50 % |
| 硫 (S) | 0.035 % |
| 钛 (Ti) | 0.02 % |
| 钒 (V) | 0.05 - 0.10 % |
AH32 vs AH36 vs AH40 选型对比
| 钢级 | 屈服强度 (MPa) | 抗拉强度 (MPa) | 典型板厚范围 | 减重潜力 |
|---|---|---|---|---|
| AH32 | 315 | 440-590 | 6-50mm | 基准 |
| AH36 | 355 | 490-620 | 6-100mm | ~10-15% |
| AH40 | 390 | 510-650 | 8-80mm | ~20-25% |
焊接工艺要点
- 碳当量 (CEV) 典型值 0.38-0.42%，焊接性良好
- 板厚≤30mm通常免预热，>30mm建议预热50-100°C
- 推荐焊材：YJ50/EH14/MXH-55 等匹配强度级别焊材
- 层间温度控制≤250°C，热输入1.5-2.5 kJ/mm
- 焊后无需热处理，特殊要求时可正火
供货状态与检验
交货状态：控轧(CR)、正火(N)或热机械控轧(TMCP)。需按船级社规范进行超声波探伤（Z15/Z25/Z35）、层状撕裂检测及-20°C冲击测试。
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