Висока міцність і стабільність плинності для цілісності конструкції
Сталеві листи для суднобудування повинні демонструвати чудову механічну міцність, щоб протистояти величезним силам, які виникають під час океанських подорожей, включаючи вигин, спричинений хвилями, напруги балок корпусу та локальний тиск вантажу та баласту. Класифікаційні товариства, такі як ABS, DNV, LR і CCS, визначають мінімальні значення межі текучості для різних марок. Стандартні марки суднових листів (A, B, D, E) зазвичай забезпечують межу текучості щонайменше 235 МПа, тоді як високоміцні марки (AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36) забезпечують межу текучості 315–355 МПа, що дозволяє створювати легші та економічніші конструкції корпусів. Межа міцності на розрив зазвичай коливається від 400 до 520 МПа, залежно від марки та товщини. Однорідні механічні властивості через товщину пластини є критичними; тому корабельні плити виготовляються з використанням процесів контрольованої прокатки та термічної обробки, таких як нормалізація або термомеханічна контрольована обробка (TMCP). Ці методи покращують зернисту структуру та забезпечують постійну міцність товстих секцій — часто до 50 мм або більше для великих посудин. Крім того, для вогнестійких конструкцій (наприклад, марок FP) суднові плити повинні зберігати свою межу текучості при підвищених температурах. Для офшорних конструкцій доступні марки навіть більш високої міцності (EH40, EH47) з межею текучості до 460 МПа.
Висока міцність при низьких температурах і ударостійкість
Однією з найважливіших властивостей суднобудівної сталі є її здатність протистояти крихкому руйнуванню при низьких температурах, особливо для суден, що працюють в арктичних або зимових морських умовах. Суднові плити класифікуються відповідно до ударної в’язкості за Шарпі з V-подібним надрізом при визначених температурах випробування: клас A не потребує випробування на удар (для більш м’якої експлуатації), клас B вимагає 27 Дж при 0°C, клас D вимагає 27 Дж при -20°C, а клас E вимагає 27 Дж при -40°C. Високоміцні марки мають аналогічну схему: AH32/36 випробовується при 0°C, DH32/36 при -20°C, EH32/36 при -40°C і FH32/36 при -60°C для екстремальних умов. Ця міцність гарантує, що тріщини не поширюються під динамічним навантаженням від удару хвилі, зіткнення льоду або залишкових напруг під час зварювання. Дрібнозерниста композиція з низьким вмістом вуглецю (зазвичай ≤0,18%) і сірки (≤0,005%), часто з подрібненням алюмінієвого зерна, досягає необхідної температури переходу пластичного стану в крихкий. Суднові плити також повинні пройти випробування на розрив при падінні ваги (DWTT) для товстих секцій, щоб перевірити зовнішній вигляд руйнування при зсуві. Ці властивості в'язкості перевіряються за допомогою випробувальних зразків, взятих із фактичної плити, орієнтованої поперек напрямку прокатки, відповідно до застосовних правил класифікаційного товариства.
Відмінна зварюваність і стійкість до корозії для виготовлення та обслуговування
Суднобудівні сталеві листи повинні забезпечувати чудову зварюваність, щоб полегшити ефективне будівництво та ремонт великих конструкцій корпусу. Значення низьковуглецевого еквівалента (CEV) — як правило, нижче 0,40 % для марок із нормальною міцністю та нижче 0,43 % для марок з високою міцністю — мінімізують ризик розтріскування, спричиненого воднем, у зонах впливу тепла. Таким чином вимоги до попереднього нагрівання зменшуються, що прискорює виготовлення. Сучасні корабельні плити розроблені для зварювання з високим нагріванням (до 150–200 кДж/см) без значної втрати міцності, завдяки контрольованій дисперсії частинок нітриду титану (TiN). Це дозволяє використовувати автоматизовані процеси одностороннього зварювання. Що стосується корозійної стійкості, хоча корабельні плити не є нержавіючими, вони розроблені таким чином, щоб протистояти морській атмосферній корозії, а для вантажних танків можуть мати додаткові властивості стійкості до корозії (наприклад, для танкерів для сирої нафти). Крім того, для нових суден використовуються спеціальні марки, як-от AH36, з підвищеною корозійною стійкістю (їх часто називають «корозійно-стійкою сталлю вантажних масляних танків»), щоб запобігти корозії під впливом агресивних вантажів. Для суден, що перевозять корозійні хімічні речовини, визначено нержавіючу сталь або пластини з покриттям. Нарешті, корабельні плити повинні пройти суворе неруйнівне випробування (ультразвукове, магнітно-порошкове) і мати повну відстежуваність за допомогою заводських сертифікатів, гарантуючи, що кожна пластина відповідає необхідному профілю властивостей для безпечної довгострокової служби на морі.
