船用钢材全品类及标准汇总(2025版)
——供船舶配套企业及从业者参考
船用钢材是船舶建造的基础材料,其品种规格繁多,标准体系严格。本文按船体结构钢、专用功能钢、高端特殊钢三大板块,系统梳理主要品种及对应标准,供行业同仁参考交流。
一、船体结构用钢(船用钢材核心)
船体结构钢用量最大,按强度等级分为一般强度钢和高强度钢两大类,所有产品须经船级社认可方可装船使用。
(一)一般强度船体结构用钢
屈服强度不小于 235 N/mm²,抗拉强度 400~520 N/mm²,按冲击试验温度分为四个等级:
| 等级 | 冲击试验温度 | 主要用途 |
|---|---|---|
| A级 | 0℃ | 一般船体结构 |
| B级 | 0℃(较A级更严的韧性要求) | 船体外板、甲板 |
| D级 | -20℃ | 低温区域结构 |
| E级 | -40℃ | 寒冷海域船舶 |
典型牌号:A、B、D、E(中国船级社CCS规范)
(二)高强度船体结构用钢
又称船用低合金钢,按屈服强度分级别,每个级别再按冲击韧性分A/D/E/F四个等级:
| 强度级别 | 屈服强度 (N/mm²) | 抗拉强度 (N/mm²) | 典型牌号 |
|---|---|---|---|
| 315级 | ≥315 | 440~570 | AH32、DH32、EH32、FH32 |
| 355级 | ≥355 | 490~620 | AH36、DH36、EH36、FH36 |
| 390级 | ≥390 | 510~660 | AH40、DH40、EH40、FH40 |
| 420级 | ≥420 | — | AH420、DH420、EH420、FH420 |
| 460级 | ≥460 | — | AH460、DH460、EH460、FH460 |
| 500级 | ≥500 | — | AH500、DH500、EH500、FH500 |
| 520级 | ≥520 | — | AH520、DH520、EH520、FH520 |
| 690级 | ≥690 | — | AH690、DH690、EH690、FH690 |
| 890级 | ≥890 | — | AH890、DH890、EH890、FH890 |
| 960级 | ≥960 | — | AH960、DH960、EH960 |
字母含义:A=0℃、D=-20℃、E=-40℃、F=-60℃冲击试验温度
适用厚度:一般强度钢板 t≤100mm,型钢和棒钢 t≤50mm;高强度钢同理
二、专用功能钢(按用途分类)
(一)锅炉与受压容器用钢
用于船用锅炉、压力容器等,需满足高温性能和压力要求,属于CCS《材料与焊接规范》第3章第5节规定的专门类别。
(二)机械结构用钢
用于主机、辅机、轴系等机械部件,侧重力学性能和加工性能,列入CCS规范第3章第6节。
(三)低温韧性钢
用于液化气船等低温环境,CCS规范第3章第7节专门规定。典型品种包括:
| 品种 | 主要应用 |
|---|---|
| 9Ni钢 | LNG储罐、燃料罐核心材料,国内南钢市场占有率连续9年第一 |
| 7Ni钢 | 9Ni钢的节镍替代方案,可节约约20%镍用量 |
| 5Ni钢 / 3.5Ni钢 | 液化气储罐及管路系统 |
(四)奥氏体不锈钢和双相不锈钢
用于化学品船、油船货油舱等耐腐蚀场景,CCS规范第3章第8节规定。主要钢种分类如下:
| 类别 | 典型牌号(AISI/UNS) | 适用温度范围 |
|---|---|---|
| 马氏体不锈钢(M) | 410、420 | -20~+450℃ |
| 铁素体不锈钢(F) | 430Ti | 0~+600℃ |
| 奥氏体不锈钢(A) | 304L、316L、321、347 | -165~+600℃ |
| 双相不锈钢(AF) | S31803、S32750、S32760 | -40~+250℃ |
(五)复合钢板
由基层(碳钢/低合金钢)与复层(不锈钢/镍基合金)复合而成,兼具结构强度与耐腐蚀性能,CCS规范第3章第9节规定。
(六)Z向钢
厚度方向性能钢板,用于承受厚度方向拉力的关键节点(如舱壁与甲板连接处),CCS规范第3章第10节规定。
(七)适应高热输入焊接的船体结构钢
满足高效焊接需求(热输入量400kJ/cm以上),减少焊接道次,CCS规范第3章第11节规定。
(八)锚链及其附件用轧制圆钢
用于锚链制造,CCS规范第3章第12节规定。
三、高端特种钢(高技术船型专用)
(一)殷瓦钢(Invar合金 / 4J36)
核心特性:含镍约36%的铁镍合金,在-250℃至+200℃范围内具有极低热膨胀系数,接近零膨胀。
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 镍含量 | 35~37% |
| 热膨胀系数 | 1.5±0.5×10⁻⁶/℃(0-180℃) |
| 居里点 | 230~240℃ |
| 熔点 | 1430℃ |
| 主要应用 | LNG船货舱围护系统(薄膜型) |
标准/牌号:4J36、M93、Fe-Ni36(法国)、Ni36(德国)
(二)止裂钢(BCA钢)
用于超大型集装箱船上甲板区域纵向结构,防止脆性裂纹扩展。CCS《船用高强度钢厚板应用指南》(GD24-2020)专门规定。
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 强度级别 | 355、390、460 N/mm² |
| 止裂韧性等级 | BCA1、BCA2 |
| 典型牌号 | EH40、EH47 |
| 关键指标 | 止裂韧性Kca ≥ 6000 N/mm^(3/2) |
| 应用部位 | 舱口围侧板、上甲板、舱口围顶板等 |
厚度范围:50~100mm,是目前船舶用钢中生产难度最大的品种之一。
(三)齿条钢
自升式海洋钻井平台桩腿升降系统的关键材料,要求超高强度、优异低温韧性和抗腐蚀性能。
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 典型牌号 | A514Gr.Q、A517Gr.Q、SA514GrQ |
| 屈服强度 | ≥690 MPa |
| 抗拉强度 | 760~895 MPa |
| 最大厚度 | 常规178mm,已开发至259mm |
| 交货状态 | 调质(淬火+回火)或控轧+回火 |
| 执行标准 | ASTM A514/A514M、A517/A517M |
应用:自升式平台桩腿齿条、半圆板,支撑整个平台升降作业重量。
(四)耐腐蚀钢
用于油船货油舱、压载舱等腐蚀环境,需符合IMO MSC.289(87)决议要求,作为涂层保护的替代方案。
(五)极地钢
用于极地航行船舶,需在-60℃极寒环境下保持韧性,设计温度低于-55℃时钢级需特殊考虑。
四、配套管材与型材
(一)船用钢管
CCS《材料与焊接规范》第4章规定:
| 类别 | 说明 |
|---|---|
| 无缝压力管 | 第4章第2节 |
| 焊接压力管 | 第4章第3节 |
| 锅炉管与过热器管 | 第4章第4节 |
| 低温铁素体钢压力管 | 第4章第5节 |
| 奥氏体和双相不锈钢压力管 | 第4章第6节 |
典型牌号:船舶用优质碳素钢钢管 C10、C20
(二)船用型材
| 品种 | 用途 | 典型标准/牌号 |
|---|---|---|
| 球扁钢 | 舷侧肋骨、船体骨架 | A、B级钢球扁钢(GB9945) |
| 角钢 | 船体骨架、支柱 | 等边/不等边 |
| H型钢 / T型钢 | 大型结构支撑 | — |
| 扁钢 / 圆钢 / 方钢 | 各类结构件 | 棒钢 t≤50mm |
五、主要标准体系汇总
| 标准/规范 | 发布机构 | 适用范围 |
|---|---|---|
| CCS《材料与焊接规范》2025 | 中国船级社 | 船舶材料核心规范,2025年7月1日生效 |
| CCS《钢质海船入级规范》2026 | 中国船级社 | 船舶入级基础规范,2026年7月1日生效 |
| GD24-2020止裂钢指南 | 中国船级社 | 集装箱船止裂钢厚板 |
| IMO MSC.289(87) | 国际海事组织 | 油船货油舱耐腐蚀钢 |
| ASTM A514/A514M | 美国材料试验协会 | 高强度可焊接钢板(齿条钢) |
| GB712 | 中国国家标准 | 船体结构钢 |
| GB5312 | 中国国家标准 | 船舶用优质碳素钢钢管 |
| GB9945 | 中国国家标准 | 造船用球扁钢 |
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各船级社(CCS、ABS、DNV、LR、NK等)规范存在差异,具体船舶项目选材须以该船入级船级社的认可要求和设计图纸为准。
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