1、挪威船级社船板规范(DNV:2005)第二部分第二章第一节 结构用轧制钢材A 通 则A100 适用范围101 本节规定了可焊接普通强度、高强度和超高强度结构用轧制钢板和型钢的要求,这些要求也适用于结构用无缝钢管。本要求适用于厚度不超过 150mm 的钢材产品。对于更厚的钢材按每一情况考虑后可接受或要求与本规范有某些不同的规定。本节包含了 IACS UR W11 和 W16 的规定。对用轧制扁坯、方坯或圆钢作为锻件代替品的要求见第 5 节。102 在化学成分、脱氧方法、供货状态和机械性能与本规范要求有所不同的钢材,只要经本船级社专门认可也可予以接受。这些钢材应给予特殊符号,见 200。A200
2、钢材等级符号201 本节钢材等级按强度等级划分为三组-普通强度钢(NS)-高强度钢(HS)-超强度钢(EHS)202 钢材等级的字母数字标记为 NVxy。其中:NV按本社规范规定的钢材等级符号X大写字母表示的相应于规定的冲击试验温度,见表 A1。Y按标定最小屈服强度确定的强度组别数字符号,见表 A1。对 NS 钢该数字可省略。203 在 202 规定的字母数字符号后的附加符号可以是:Z改进厚度方向性能的钢材等级。S专门认可的钢材,见 100。A300 制造方法301 钢用碱性吹氧炼钢工艺、电炉工艺生产,经本社批准,也可用其它方法生产。302 从连续浇铸的扁坯轧成板材的板厚减薄率除非本社另行认可
3、,最小值为 5:1。303 适用的轧制方法定义如下:控制轧制 CR(正火轧制 NR):在正火温度范围内进行的最终成型的轧制过程。所得到的材质状态,通常相当于经正火后的结果。热机轧制 TM(热机控制法 TMCP):这是一种必须严格控制钢材温度和轧制减薄量的方法。通常在接近 AR3 温度下实施高比例的轧制减薄量,并可在两相区域内进行轧制。不同于控制轧制法(正火轧制) ,TM 具有的性能不可能由随后的正火或其他热处理方法再生产。B 普通强度钢B100 适用范围101 本条规定了普通强度钢的要求,最小屈服强度为 235N/mm2 的钢材定为普通强度钢。102 对保证厚度方向性能的“Z”级钢的附加要求见
4、 E 部分。B200 化学成分201 普通强度钢的化学成分和脱氧方法要求见表 B1。表 A1 钢材等级定义冲击试验 拉力性能强度组别 符号 X 试验温度(C) 符号 Y 最小屈服强度(N/mm2)NSABDE-0-20-40省略 235HSADEF0-20-40-6027323640265315355390EHSDEF-20-40-60420460500550620690420460500550620690表 B1 普通强度钢化学成分和脱氧工艺等级 NVA NVB NVD脱氧工艺 t50mm,除沸腾钢以外的任何方法t50mm,镇静钢t50mm,除沸腾钢以外的任何方法t50mm,镇静钢t25mm
5、,镇静钢t25mm,镇静和细晶处理化学成分(%)(钢包样分析)C 最大 0.21 0.21 0.21Si 最小 - - 0.10Si 最大 0.50 0.35 0.35Mn 最小 2.5C 0.80 0.60P 最大 0.035 0.035 0.035S 最大 0.035 0.035 0.035Al(酸溶)最小 0.015注:t=材料厚度对于厚度不大于 12.5mm 的型钢,经本社特许,可以使用沸腾钢。当任一等级钢以热机械轧制状态交货时,本社可允许或要求所规定的化学成分可有一些偏差。本社可限制残余元素的数量,这些元素如 Cu 和 Sn 可能对钢的工作和使用带来不利影响。(碳+1/6 锰)含量不
6、得超过 0.40%。对于 NVB 钢,如果含 Si 量为 0.10 或以上时(镇静钢),最小锰含量可降至 0.60%。可以计算全铝含量代替酸溶铝含量,这时全铝含量应不低于 0.020%。也可规定 Al 的最大上限值。其它细化晶粒元素得到批准时也可以使用。对厚度大于 25mm 的铝的要求。表 B2 普通强度钢(NS)交货状态钢材等级 产品厚度 t(mm ) 交货状态 t50 任意NVA50t150 AR 、CR、N、TMt50 任意经NVB 50t150 AR 、CR、N、TMt35 任意NVD35t150 AR 、CR、N、TM交货状态:AR:轧制N: 正火热处理CR:控制轧制TM:热机控制法
7、(TMCP)经本社特许,NVA、NVB 钢可以采用轧制(AR)状态交货。经本社特许,NVD 级型材可按轧制状态(AR)交货。表 B3 普通强度钢(NS)力学性能平均冲击功值KV(J) 最小值t50(mm) 50t70(mm)钢 级屈服强度ReH(N/mm 2)最小值抗拉强度Rm(N/mm 2)延伸率 A5(% )最小值试验温度()纵向 横向 纵向 横向NVA +20 - - 34 24 NVB 0 27 20 34 24NVD -20 27 20 34 24NVE235 400520 22-40 27 20 34 24注: t=产品厚度( mm)厚度小于或等于 25 mm 的 B 级钢一般不要
8、求做夏比 V 缺口冲击试验。厚度大于 mm 的 A 级钢 ,如果钢经过细化晶粒工艺和正火热处理或热机控制法生产, 冲击试验可以不要求。对于宽 25mm,标距 Lo =200mm 的全厚度钢板拉伸试样,延伸率最小值如下:厚度t(mm)t5 5t10 10t1515t2020t2525t3030t4040t150延伸率 14 16 17 18 19 20 21 22B300 热处理,供货状态301 普通强度钢应该在符合表 B2 规定的状态下交货。B400 机械性能401 普通强度钢应符合表 B3 规定的机械性能。C .高强度钢C100 适用范围101 本条规定了高强度钢的要求,最小屈服强度为 26
9、5N/mm2 至 390 N/mm2(包括 390 N/mm2)的钢材定为高强度钢。102 应注意高强度钢焊接接头的疲劳强度不得高于普通强度钢焊接接头的疲劳强度。103 对保证厚度方向性能的“Z”级钢的附加要求见 E 部分。C200 化学成分201 化学成分、脱氧方法和细化晶处理一般应符合表 C1 要求。如果在生产中添加任何其它元素,其含量应标明。202 表 C1 各等级均应进行细化晶粒处理,包括铝、铌、钛和钒中之一种或多种元素,经本社同意也可采用其他细化晶粒元素(微量合金) 。各级钢种若混合加入两种以上细化晶粒元素应经本社认可。经过特许,含铝量可允许比表列要求稍低。203 应用钢包样分析对每
10、一炉的钢测定所有规定元素的含量,并在证书中标明。对不进行细化处理的各级钢铝、铌、钛和钒的含量可不测定。204 如有要求,可根据钢包样分析由下式计算碳当量:对于热机轧制 TM(TMCP) ,根据上式计算的碳当量应符合表 C2 的规定。按本社意见,D200 中(P CM)公式可用于评估焊接性,而不用碳当量。C300 热处理,供货状态301 高强度钢应在符合表 C3 规定的状态下交货。C400 机械性能(%)1556CuNiVMoCrnCeq401 高强度钢应符合表 C4 规定的机械性能。表 C1 高强度钢(HS)化学成分及脱氧方法钢 级NVA27S、NVD27S、NVE27SNVA32、NVD32
11、、NVE32NVA36、NVD36、NVE36NVA40、NVD40、NVE40NVF32、NVF36、NVF40脱氧方法 镇静及细化晶粒处理(1)化学成分 (钢包样分析) , (% )碳 最大 0.18 0.16锰 0.91.6(2) 0.91.6(2)硅 0.100.50 0.100.50磷 最大 0.035 0.025硫 最大 0.035 0.025铜 最大 0.35 0.35铬 最大 0.20 0.20镍 最大 0.40 0.80钼 最大 0.08 0.08铝 (酸溶性的) 0.0150.08(3) 0.0150.08(3)铝(全铝) 0.0200.085(3) 0.0200.085(
12、3)铌 0.020.05(3) 0.020.05(3)钒 0.050.10(3) 0.050.10(3)钛 最大 0.02 0.02氮 最大 0.009(在含 Al 时可放宽到0.012)(1)厚度小于和等于 25mm 的未经细化晶粒处理的半镇静或镇静的 NVA27S 钢材可以接受。(2)对厚度不大于 12.5mm 的钢材,其 Mn 含量最低可降至 0.70%。对于NVA27S、NVD27S、NVE27S 级钢,不论厚度如何,其最低 Mn 含量均可降至 0.70%。(3)钢中应含有铝、铌、钒或其他合适的细化晶粒元素,可以是一种或任意几种配合,当只用一种时,钢应含有规定的最低含量该种晶粒细化元素
13、。当几种元素配合使用时,至少应有一种元素的含量不低于其规定最小值。表 C2 厚度不超过 150mm 以热机械工艺(TMCP)生产的高强度钢碳当量碳当量(Ceq) 最大(% )厚度 t( mm)钢 级t50 50t100NV A27S、NV D27S 、NV E27SNV A32、NV D32、NV E32NV A36、NV D36、NV E36NV A40、NV D40、NV E400.360.380.400.380.40表 C3 高强度钢(HS)交货状态钢材等级 细化晶粒元素 厚度 t( mm) 交货状态 (1)Nb 或/和 V t12.512.5t150 任意AR(3) ,CR,N,QT,
14、TMNVA27SNVA32NVA36 Al 或 Al+Tit2020t3535t150任意任意 (2)AR(3) ,CR,N,QT,TMNVA40 任意 t12.512.5t150 任意CR,N,QT,TMNb 或 V t12.512.5t150 任意AR(3) ,CR,N,QT,TMNVD27SNVD32NVD36 Al 或 Al+Tit2020t2525t150任意任意 (2)AR(3) ,CR,N,QT,TMNVD40 任意 t150 CR,N,QT,TMNVE27SNVE32NVE36任意 t150 CR(3) ,N,QT,TMNVE40 任意 t150 N,QT ,TMNVF32NV
15、F36 任意 t150 CR(4) ,N,QT,TMNVF40 任意 t150 N,QT ,TM(1)交货状态:AR:轧制状态;N:正火热处理状态;QT:淬火加回火;CR:控制轧制;TM:热机械控制法(TMCP) 。(2)轧制状态(AR) ,但应经本社特许。(3)经本社特许,对于 A27S、A32、A36、D27S、D32、D36 级的型钢可按轧制状态(AR)供应,但要夏比 V 型缺口冲击试验始终取得满意结果。类似的 E27S、E32、E36 级的型钢可按轧制状态(AR)或控制轧制状态供应。(4)经本社特许,对于 F32、F36 级的型钢可按控制轧制(CR)状态供应,表 C4 高强度钢(HS
16、)机械性能平均冲击功, (J)最小值 ,t=厚度(mm)t50 50 t70 70t150钢 级 屈服强度ReH(N/mm 2)最小值抗拉强度Rm(N/mm 2)伸长率A5(%)最小值 试验温度() 纵向 横向 纵向 横向 纵向 横向NVA27S 0NVD27S -20NVE27S265 400-530 22(1)-4027(2) 20 34 24 41 27NVA32 0NVD32 -20NVE32 -40NVF32315 440570 22(1)-6031(2) 22 38 26 46 31NVA36 0NVD36 -20NVE36 -40NVF36355 490630 21(1)-603
17、4(2) 24 41 27 50 34NVA40 0NVD40 -20NVE40 -40NVF40390 510660 20(1)-6041 27 45 30 55 37(1)对于宽度 25mm,标距长度为 200mm 的全厚度平板拉伸试样,伸长率应符合下列最小值。(2)对 NVA27S、NVA32、NVA36 级钢,经本社特许,可允许对为验收而进行的冲击试验数量放宽要求,但随机抽查试验时,均应获得良好的结果。厚度(mm) t5 5t10 10t15 15t20 20t25 25t30 30t40 40t150伸长率%NVA27S,NVD27S,NVE27S15 16 17 18 19 20
18、21 22NVA32,NVD32,NVE32,NVF3214 16 17 18 19 20 21 22NVA36,NVD36,NVE36,NVF3613 15 16 17 18 19 20 21NVA40,NVD40,NVE40,NVF4012 14 15 16 17 18 19 20F 试验F100 试验材料101 提交验收试验用的在一个试验组中的所有材料应具有相同的产品类别,例如板材、扁钢、型材等。这些材料应出自同一炉罐号并处于相同的供应状态。试样应完全代表该种材料。如有可能,试样应在热处理完毕后截取。试样不得以任何方式单独进行热处理。102 除非另行同意,拉力试验和冲击试验试样应从下列位
19、置截取。板材和宽度600mm 的扁钢:试样应从轧制方向的轴线与产品边缘之间约一半处的一端截取(见图 4a) 。除非另行同意,拉力试样的纵向轴线垂直于终轧方向。103 厚度方向性能试验试样应征得本社同意。图 4 取样位置(a 钢板和扁钢)F200 拉力试验201 拉力试验试样的尺寸应符合第 1 章第 2 节的要求。通常对于板材、宽扁钢和型材,应采用全厚度板状试样。202 对每个试验组,从一个产品取一个试样进行一次拉力试验。当成品材重量大于 50 吨时,则对每 50 吨或剩余部分,从不同产品中取试样进行一次补充试验。对同一试验组产品的厚度或直径每相差 10mm 应进行一次附加试验。203 对于超高
20、强度钢,每次拉力试验只能代表同一批热处理的材料。204 在拉力试验过程中未观察到明显的屈服现象时,则应测定 0.2%非比例伸长时的强度。205 对于加速冷却热机控制法生产的钢材,可要求在模拟应力消除的条件下进行附加试验。206 所有拉力试验采用的方法应符合第 1 章的要求。F300 冲击试验301 冲击试验试样应具有夏比 V 型缺口,其纵轴平行或垂直于该钢材的终轧方向。一般仅截取纵向试样进行试验,但超高强度钢板和宽度大于 600mm 的扁钢的试样其轴应垂直于主轧制方向。然而,钢厂应保证在两个方向上得出的冲击值均满足本节的要求。缺口应开在与原轧制面垂直的试样表面上,缺口位置距离气割或剪切边处应不
21、小于 25mm。302 除非另有规定或经本社特许,试验组的最大批量应如表 F1 的规定,从规定的每批或剩余部分中取一件最厚的产品截取一组三个试样。303 对于厚度小于或等于 50mm 的钢材,冲击试样应在其边部距轧制表面 2mm 以内处截取,对于厚度大于 50mm 的板材,冲击试样应位于试样中心线和板材表面之间的距离不小于 1/4 板厚处。304 如不能使用 1010mm 的标准冲击试样时,应使用 107.5mm 或 105mm 的试样并尽量用较大者,此时冲击功值分别降到标准试样规定值的 5/6 和 2/3。305 从每组三个冲击试验得出的平均功值和各个单值应分别符合表 B3、C4 和 D3
22、相应的要求。在每组中仅允许有一个单值可低于规定的平均值,但不得低于该值的 70%。306 所有冲击试验采用的方法应符合第 1 章的要求。表 F1 交货时冲击试验范围试验组,最大值强度组别 等级 厚度 t(mm)板材 型材A t5050t150无要求50t 无要求B t2525t150无要求50t无要求50tD t150 50t 50tNS 钢E t150 每件 25tHS 钢 A t150 最大 50t 50tD t150 最大 50t 50tE t150 每件 25tF t150 每件 25t如厚度大于 50mm 的钢板按控制轧制状态(CR)供应,应按每 25t 为一批或余留部分决定做冲击试
23、验。如经本社特许,钢材是在轧制状态(AR)下供应,冲击试验的次数应增加,即按每 25t 为一批或余留部分做冲击试验。类似的厚度大于 50mm 的 A 级钢,可在轧制状态(AR)下供应,在此情况下,应从每 50t 为一批或余留部分的钢材中截取一组三个夏比 V 型缺口试样。经本社特许,E40 和 F40 级以外的型材,可在轧制状态或控制轧制下供应,应按每 15t 为一批或余留部分进行一组冲击试验。F400 检验容许偏差401 钢厂在发货前应负责进行表面检验和尺寸校核,并应证实质量和尺寸容许偏差满足要求。钢厂尚应负责符合消除材料内部缺陷的一般要求。若本社已验收了材料,稍后却发现该材料有缺陷,则仍由钢
24、厂负责。402 超高强度钢板和其他产品应由制造厂对产品的两面进行彻底的外观检查以保证无缺陷和无不完整性。必要时可要求采用合适的无损探伤法,如磁粉或/和超声波检查来进行检验。403 对船体结构用钢板、宽扁钢和焊接型材的厚度负容许偏差,最大许可值为-0.3mm。为入级而接受的厚度负容许偏差,应视为厚度容许偏差“正-负”范围的下限,它可在用常规轧机制造的正常生产材料中找到,相对公称厚度,平均值。船厂和船东在个别情况下,可能出于商业原因,会共同同意希望将厚度负容许偏差定得比给定的更为严格。应在随机部位测量厚度,这些部位距纵向边缘至少为 10mm。由缺陷引起的局部表面凹陷和由于消除缺陷而修磨的范围可忽略
25、不计,但这些凹陷和修磨符合已接受的国家或国际标准。G 修补G100 表面缺陷101 结构用钢表面缺陷可采用局部修磨去除,但:任何部位的厚度不得减薄到小于公称厚度的 93%,且减薄量不得大于 3mm;每一单独修磨面积不得大于 0.25m2;整个修磨面积不得大于钢板总面积的 2%;各修磨区域之间的距离比他们的平均宽度小时,则应视为一个单独修磨区域。对于每种情况,修补应得到验船师的同意,除非另经同意,否则均应在验船师监督下进行。102 对不能用上款处理的表面缺陷,如征得验船师同意,可在其监督下采用铲削或磨削后焊补的方法去除,但应符合下列要求:在去除缺陷尚未焊补前,修补件的厚度减少量不得大于 20;焊
26、接应按照已认可的工艺,用认可的焊条,焊补区应打磨光滑使达到准确的公称厚度。焊补区域应进行适当的无损探伤检验。修补件在最终修磨后通常应进行适当的热处理,一般这种热处理应与所规定的该钢材等级的热处理相同。第二部分第一章第二节 试验程序(DNV2003)A 通则A100 适用范围101 本章节详细规定了黑色及有色金属材料试对验设备、试样和试验程序的要求。102 经本社认可接受,试验样可执行公认的国际和国家标准,且同样适用于试验程序。A200 所有的试验由合格的试验人员在被认可的试验机上进行操作。试验机应保持良好而准确的状态,并通过认证机构进行校验,试验室要保存校验记录。A300 试样的准备301 制
27、备试样时应使试样不承受任何实质性的冷应变或加热。302 如果试样是用火焰切割或剪切机从材料上截取的,则应留有合理的余量以便在进行最终机加工时能有足够的材料将切割边缘去除。303 如果允许,从轧件试样上切取的试样应保留轧制面。B 试验方法B100 拉伸试验和环境温度101 拉伸试验涉及的符号Rm=抗拉强度, Re=屈服应力(屈服点) , RP=屈服强度(验证应力) ,Rt=屈服强度(验证应力) ,全延伸A=伸长率, Z=断面收缩率, 102 上屈服应力 Reh 就是塑性变形开始时测量到的最大值,通常用明显的应力峰值来表示。这个试验通常在弹性应力率最大不超过每秒 30N/mm2 的条件下进行。10
28、3 当没有明显的屈服现象,按照适用的规范,可以测定 0.2%非比例延伸下的屈服强度 Rp0.2 或0.5%全延伸下的屈服强度 Rp0.5 。这个试验通常在弹性应力率不超过每秒 30N/mm2 的条件下进行。104 对于塑性材料抗拉强度的测定,试验机在拉伸试验过程中的速度不超过相应的每分钟 40%的最大载荷下的变形率。对于脆性材料(如铸铁) ,弹性应变速率最大不超过每秒.N/mm 2分。105 通常情况下伸长率的测定是采用标距长度为 5.65 或标准试样测得的延伸率 5。对于0S低强度或中等强度未经过冷加工的铁素体钢,经本协会同意后,延伸率也可以用非比例标距长度L0 来测定。在这种情况下,延伸率
29、 A0 是用下面的公式计算的:A0=2A5( /L0)0.40SA5:试样的标距长度为 5.65 时的延伸率 So:试样的原始横截面积L0:标距长度如果偶然断裂点与标距终端点的距离在下列范围内,则延伸值是有效的:圆试样:1.25d扁试样:b+a106 由于目的不同,拉伸试验可以采用三种不同的试样:圆试样、扁试样和全厚度试样,见图 1。要使用以下符号:d:直径 a:厚度 b:宽度 L0:标距长度 LC:平行部分长度 Sa:横截面 R:过渡半径 D:管子外径 t:材料厚度107 标距长度 L0 可以修约到 5mm 的整倍数, 但与 LC 的差值应小于 10%。108 对于厚度大于或等于 3mm 的
30、板材,可以使用以下三 A、B 、C 三种方法。方法 A: 扁试样 a=t b=25mm L0=200mm LC225mm R=25mm方法 B: 扁试样 a=t b=25mm L0=5.65 LC L O+2 R=25mm0S0S方法 C: 圆试样 d=14mm L0=70mm LC85mm R=10mm对于圆试样,其中心应位于距板材表面 t/4 或尽可能接近的部位。109 厚度小于 3mm 的板材或带材,使用扁试样,其参数如下:a=t b=12.5mm L0=50mm LC75mm R=25mm110 对于钢锭、棒材、铸坯和球墨铸铁,通常使用圆试样,参数如下:d=14mm L0=70mm L
31、C85mm R=10mm 对于最小延伸率低于 10%的材料,R 值为 20mm如果由于特殊原因,使用其它参数,但是必须遵从以下关系:L0=5d LC L 0+d R=10mm,对于最小延伸率低于 10%的材料,R 值为 1.5d。111 对于铸件,其直径最小不低于 14mm。112 对于小规格棒材,要使用全横截面试样。113 对于灰口铸铁试样尺寸见图 2。B200 弯曲试验201 弯曲试样见图 3,试样的拉伸面边部可以有 1-2mm 的圆倒角。202 对于板材、结构型材和带材,试验样可以使用以下尺寸:a=材料的轧制厚度 b=30mm如果轧制厚度超过 25mm,可以将弯曲试样的受压面机加工减薄到
32、 25mm。203 对于钢锭、铸坯和半成品,试验样可以使用以下尺寸:a=20mm b=25mm300 冲击试验301 冲击试验试样应具有夏比 V 型缺口,每个吸收功的值是三个冲击试样的平均值。302 夏比 V 型冲击吸收功的单位用( J)表示,符号为 KV。303 冲击试验设备要求必须经过本会认可,缺口为 40mm,冲击速度为 4.5-7m/秒,冲击功为29010J,摆锤顶端角度为 30,摆锤顶端曲率半径为 2-2.5mm(摆锤按照 ASTM23 也是可以接受的) 。摆锤的冲击点应在缺口的中心线上,试验机的刻度经过校准精确到设备最大冲击功的+0.5%。设备的冲击功不低于 290J 是可以接受的
33、。在这种情况下,KV 的值可以在刻度盘上读出冲击功的值。例如,KV145J 表示冲击功的值为 145J。304V 型缺口冲击试样的尺寸和公差 305 节有说明。试样可以用火焰切割,但是缺口部位距离火焰切割边的位置不得小于 25mm。缺口可以用特殊的机械剪切机剪切。剪切机通常能够保持缺口的准确。剪切机在剪切 100 个试样后必须进行检查。缺口经过加工后不得留有痕迹、划伤等,缺口对称面与试样纵向轴线间成正确的角度。305 V 型缺口冲击试样的尺寸和公差见表 B1。306 除非材料的厚度不允许,V 型缺口冲击试样通常使用宽度为 10mm 标准试样。这样,可以使用宽度为 7.5mm 或 5mm 的最大试样。对于管材可以使用宽度为 2.5mm 的试样。307 断裂瞬间试样的温度要在规定温度的2之内。表 B1 V 型缺口冲击试样名称 尺寸 公差长度 55mm 0.60mm宽度标准试样标准辅助试样标准辅助试样标准辅助试样10mm7.5mm5mm2.5mm0.11mm0.11mm0.06mm0.06mm厚度 10mm 0.06mm缺口角度 45 2缺口下深度 8mm 0.05mm过渡半径 0.25mm 0.025mm试样端部至缺口中心的距离 27.5mm 0.42mm缺口对称面与试样纵向轴线间的角度 90 2