白色螺旋桨通常由镍铝青铜、锰铁黄铜等材料制成,具有耐磨、
船舶白色螺旋桨的材料
传统铜合金材料
(一)镍铝青铜
- 特性
- 耐腐蚀性优异:在海水环境中,能抵抗多种腐蚀形式,耐应力腐蚀开裂,即使在受到机械应力和海水腐蚀介质共同作用下,也不易产生裂纹;耐腐蚀疲劳,在交变载荷和腐蚀环境长期作用下,性能稳定;耐空泡腐蚀,当螺旋桨在水中高速旋转产生空泡时,能有效抵御空泡溃灭产生的冲击和腐蚀;还耐海生物污损,减少海洋生物附着对螺旋桨性能的影响。
- 力学性能良好:强度较高,经过适当热处理后,其强度可以与奥氏体不锈钢相当,能够满足船舶推进时对螺旋桨的力学要求,承受较大的扭矩和水流冲击力。
- 加工性能出色:熔点相对较低,便于熔炼和铸造,铸件成型后不需要复杂的热处理,经过简单加工即可使用,易于制成各种形状和尺寸的螺旋桨,适应不同船舶的设计需求。
- 应用场景:长期以来是大型船舶螺旋桨的首选材料,广泛应用于各类商船、军舰等,许多远洋货轮和驱逐舰的螺旋桨都采用镍铝青铜制造,以保证在恶劣的海洋环境下长期稳定运行。
(二)锰青铜
- 特性
- 具有一定的耐腐蚀性,能够在海水中保持较好的稳定性,但相比镍铝青铜,其耐腐蚀性稍弱。
- 强度和硬度适中,能满足一般船舶螺旋桨的使用要求,在成本控制方面具有一定优势。
- 加工性能较好,容易进行铸造和机械加工,可制成不同规格的螺旋桨。
- 应用场景:常用于一些对耐腐蚀性要求不是特别高,或者预算有限的船舶,如部分内河船舶、小型近海船舶等。
(三)镍锰青铜
- 特性
- 综合了镍和锰元素的优点,具有良好的耐腐蚀性和较高的强度。
- 在海水中的耐蚀性表现良好,能够适应海洋环境的变化。
- 机械加工性能良好,可通过常规加工工艺制成螺旋桨。
- 应用场景:在一些特定工况下使用,如某些特殊海域或对材料性能有特定要求的船舶,可作为镍铝青铜的替代材料。
(四)锰铝青铜
- 特性
- 耐腐蚀性较强,能在海水中长期使用而不受严重腐蚀。
- 强度和韧性匹配合理,既保证了螺旋桨在工作时的强度要求,又具有一定的抗冲击能力。
- 加工难度相对较低,成本较为可控。
- 应用场景:适用于一些中等功率的船舶,如中型商船、渔船等,在保证性能的同时兼顾成本效益。
新型材料
(一)MMS 钢
- 特性
- 高强度:化学成分中含有铬、镍、钼、铜等元素,极大提高了其淬透性,使其无论在何种冷却速度下均能获得马氏体组织,从而具有很高的强度和硬度,可减薄桨叶叶片厚度,减轻船舶负载。
- 耐腐蚀性较好:这些合金元素的加入也提高了其耐蚀性,能够在一定程度上抵抗海水的腐蚀。
- 可焊接性:一般采用焊接组合的方式制造螺旋桨,解决了因材料强度高导致加工困难的问题。
- 应用场景:由日本三菱公司研发,已成功应用于制造大型船舶螺旋桨,如直径为 1830mm 及 5700mm 的螺旋桨均已投入实际使用,为船舶螺旋桨材料的选择提供了新的方向。
材料对比
| 材料 | 耐腐蚀性 | 力学性能 | 加工性能 | 成本 |
|---|---|---|---|---|
| 镍铝青铜 | 优异 | 高 | 好 | 较高 |
| 锰青铜 | 一般 | 适中 | 好 | 较低 |
| 镍锰青铜 | 良好 | 良好 | 好 | 中等 |
| 锰铝青铜 | 强 | 合理 | 较低 | 中等 |
| MMS 钢 | 较好 | 高 | 可焊接 | 较高(研发和应用初期) |
相关问题与解答
为什么船舶白色螺旋桨大多采用铜合金而不是不锈钢?
解答:虽然不锈钢也具有一定的耐腐蚀性,但铜合金在耐海水腐蚀性方面表现更为突出,尤其是在耐空泡腐蚀、应力腐蚀开裂等方面,铜合金的熔点低,便于铸造和加工,而不锈钢的加工难度相对较大,且在长期海水浸泡下,不锈钢可能会出现点蚀等局部腐蚀现象,影响螺旋桨的使用寿命和性能,铜合金的成本在一定程度上也具有优势,综合考虑性能和成本因素,船舶白色螺旋桨大多采用铜合金材料。

MMS 钢螺旋桨在未来船舶中的应用前景如何?
解答:MMS 钢具有较高的强度和良好的耐腐蚀性,能够减薄桨叶叶片厚度、减轻振动及降低噪声,对于提高船舶的性能和燃油经济性具有重要意义,随着技术的不断成熟和成本的进一步降低,MMS 钢螺旋桨在未来船舶中的应用前景广阔,特别是在对船舶性能要求较高、对重量和空间敏感的大型船舶领域,如航空母舰、大型邮轮等,MMS 钢螺旋桨有望得到更广泛的应用。

