Мутылина И.Н. Судостроительные материалы

Подождите немного. Документ загружается.

Двухфазные (α+β)–латуни по сравнению с α–латунями имеют большую прочность и из6

носостойкость, но меньшую пластичность, поэтому двухфазные латуни выпускают в виде го6

рячекатаных полуфабрикатов.

Вследствие небольшого температурного интервала кристаллизации двойные латуни об6

ладают низкой склонностью к дендритной ликвации, высокой жидкотекучестью, малой рас6

сеянной усадочной пористостью и хорошей герметичностью. Но они практически не приме6

няются для фасонных отливок, т.к. имеют большую концентрированную усадочную ракови6

ну. Этот недостаток в меньшей степени присущ легированным (специальным) латуням.

Специальные латуни применяют как для деформированных полуфабрикатов (листы, лен6

ты, трубы, проволока), так и для изготовления фасонных отливок. Литейные латуни содер6

жат те же элементы, что и латуни, обрабатываемые давлением, отличает их, как правило,

большее содержание Zn и других легирующих элементов.

В специальных латунях для легирования используют элементы, повышающие

прочность, коррозионную стойкость и улучшающие антифрикционные свойства (Al, Mn, Sn,

Ni, Fe, Si и др.). Введение всех легирующих элементов, кроме Ni, уменьшает растворимость

цинка в меди и способствует образованию β′–фазы.

Для улучшения обрабатываемости резанием и повышения антифрикционных свойств в

латуни иногда добавляют свинец. Для предохранения латуней от обесцинкивания в агрессив6

ных пресных водах в латунь дополнительно вводят мышьяк. Фосфор повышает твердость, но

снижает пластичность латуней, повышает температуры рекристаллизации и ускоряет рост

зерна.

Оловянные латуни (Л070-1) называют морскими и широко применяют в речном и мор6

ском судостроении (конденсаторные трубки и манометрические трубки и др.). Практическое

применение находят высокомедистые латуни с добавлением алюминия до 4 % (ЛА77-2), ко6

торые благодаря однофазной структуре хорошо обрабатываются давлением. Алюминиевые

латуни легируют элементами, обладающими переменной растворимостью в α–твердом

растворе на основе Cu (Ni, Fe, Mn, Si), что позволяет упрочнять эти латуни закалкой и старе6

нием. Никелевые латуни (ЛН65-5) хорошо обрабатываются давлением в холодном и горячем

состояниях.

Бронзами называют сплавы меди с оловом (оловянные бронзы), алюминием, кремнием,

бериллием, свинцом (безоловянные бронзы). Безоловянные бронзы в зависимости от основно6

го легирующего элемента подразделяют на алюминиевые, свинцовые, бериллиевые и другие.

Кроме основных указанных элементов бронзы дополнительно легируют фосфором, же6

лезом, никелем, марганцем, цинком, титаном. Применяют бронзы для получения отливок и

полуфабрикатов, изготавливаемых обработкой давлением.

Оловянные бронзы

При содержании олова более 5-8 % наблюдается резкое снижение вязкости и пластично6

сти оловянных бронз. Поэтому, несмотря на повышение прочности при увеличении количе6

ства олова до 25 %, практическое значение имеют бронзы, содержащие только до 10 % Sn.

В оловянных бронзах часто присутствует фосфор. Фосфор повышает жидкотекучесть,

износостойкость предел прочности, предел упругости и выносливость бронз, но ухудшает

пластичность. Оловянные бронзы также часто легируют цинком, свинцом, никелем. Цинк

улучшает технологические и механические свойства оловянных бронз и удешевляет их. Для

экономии более дорогостоящего олова в бронзы добавляют от 2 до 15 % Zn. Уменьшая

интервал кристаллизации оловянных бронз, цинк улучшает их жидкотекучесть, плотность

отливок, способность к сварке и пайке. Свинец снижает механические свойства и улучшает

обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства. Никель способствует

измельчению структуры и повышению механических свойств и коррозионной стойкости.

Структура оловянных бронз (Бр010Ц2, Бр03Ц12С5, Бр04Ц4С17) полностью

удовлетворяет требованиям, предъявляемым к структуре антифрикционных сплавов.

Высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях, пресной и морской воде

способствует широкому применению литейных бронз для пароводяной арматуры,

работающей под давлением.

Алюминиевые бронзы

С увеличением содержания Al в бронзах до 4-5 % наряду с прочностью и твердостью

повышается пластичность, затем она резко падает, а прочность продолжает расти при

увеличении содержания Al до 10-11 %.

Алюминиевые бронзы хорошо сопротивляются коррозии и имеют высокие

механические и технологические свойства: легко обрабатываются давлением и имеют

хорошие литейные качества. Они отличаются высокими механическими,

антикоррозионными и антифрикционными свойствами. Их преимущества перед оловянными

бронзами – меньшая стоимость и более высокие механические свойства.

Небольшой интервал кристаллизации обеспечивает алюминиевым бронзам высокую

жидкотекучесть, концентрированную усадку и хорошую герметичность, малую склонность к

дендритной ликвации. Вместе с тем из-за большой усадки иногда трудно получить сложную

фасонную отливку.

Однофазные бронзы, имеющие хорошую пластичность, относятся к деформируемым

бронзам. Они обладают наилучшим сочетанием прочности (σ

=400-450 МПа) и пластичности

(δ=60 %). Однофазная деформируемая бронза БрА5, содержащая 5% Al, отличается высокой

коррозионной стойкостью.

К недостаткам двойных алюминиевых бронз помимо большой усадки относятся

склонность к газонасыщению и окисляемости во время плавки, образование

крупнокристаллической столбчатой структуры, трудность пайки. Эти недостатки

существенно устраняются при легировании алюминиевых бронз железом, никелем,

марганцем.

Добавки Mn улучшают коррозионную стойкость, добавки Fe и Ni – прочностные

свойства при комнатной и повышенной температуре, делая алюминиевые бронзы

восприимчивыми к упрочняющей термической обработке.

Алюминиевые двухфазные бронзы, дополнительно легированные Fe, Mn и Ni, могут

быть также упрочнены закалкой на мартенсит. Для этого сплавы нагревают до однофазного

состояния и с температур, соответствующих β–области на диаграмме равновесия, закалива6

ют в воде. Получается игольчатая структура, состоящая из кристаллов метастабильной β′–

фазы.

Из алюминиево-железоникелевых бронз изготавливают детали, работающие в тяжелых

условиях износа при повышенных температурах (400-500°С): части насосов и турбин, ше6

стерни и др. Высокими механическими, антикоррозионными и технологическими свойства6

ми обладают алюминиево-железные бронзы, легированные вместо никеля более дешевым

марганцем (БрАЖМц10-3-1,5).

Свинцовые бронзы

Для изготовления вкладышей подшипников скольжения, работающих с большими

скоростями и при повышенных давлениях, широко применяется бронза БрС30. По

сравнению с оловянными подшипниковыми бронзами теплопроводность бронзы БрС30 в

четыре раза больше, поэтому эти бронзы хорошо отводят тепло, возникающее при трении.

Благодаря невысоким механическим свойствам (σ

=60 МПа, δ=4 %) бронзу БрС30 часто

наплавляют тонким слоем на стальные ленты (трубы), получая биметаллические

подшипники.

Большая разница в плотности меди и свинца (11,34 г/см

) и широкий интервал

кристаллизации делает бронзу БрС30 склонной к ликвации по плотности. Уменьшить

ликвацию можно высокой скоростью охлаждения отливок.

Для упрочнения медной основы и улучшения ее сопротивляемости истиранию наряду со

свинцом в сплав вводят до 10 % Sn. Оно входит в твердый раствор на основе Cu.

Свинцовые бронзы с добавкой олова (БрОС8-12, БрОС10-10) обладают высокими

механическими свойствами (σ

=150-200 МПа, δ=3-8 %). Их используют для изготовления

втулок и вкладышей без стальной основы.

9.3. Титан и сплавы на его основе

Титан – это металл серебристо-белого цвета, по внешнему виду похожий на сталь. Его

температура плавления составляет 1668±3ºС. Содержание в земной коре – 0,6 % по массе.

Плотность титана составляет 4,5 г/см

Титан имеет две полиморфные модификации: низкотемпературную (до 882ºС) –

–ти

тан с решеткой гп и высокотемпературную –

–титан с решеткой оцк.

Механические свойства титана сильно зависят от количества примесей, которые попада6

ют в титан из рутила, при последующем переплаве примеси удаляются. Наиболее вредными

примесями являются С, О, N, H, резко повышающие твердость, прочность и уменьшающие

пластичность. Самая вредная примесь – водород (водородная хрупкость особенно опасна в

сварных конструкциях), избавиться от водорода можно отжигом в вакууме.

Чистый титан даже при 20-25ºС обладает повышенной склонностью к ползучести. Пре6

дел ползучести титана составляет около 60 % от σ

. С увеличением температуры примерно

до 200ºС пластичность технического титана увеличивается в 1,5-2 раза. При дальнейшем уве6

личении температуры – снижается, достигая минимума при 400-500ºС, а затем снова резко

увеличивается. При температуре полиморфного превращения (882ºС) титан обладает сверх

пластичностью.

Высокие механические свойства титан сохраняет вплоть до нескольких сот градусов. По

удельной прочности в интервале 300-600ºС титан не имеет себе равных. Ниже 300ºС – усту6

пает алюминиевым сплавам; выше 600ºС – сплавам на основе железа и никеля.

Титан обладает удивительным свойством – эффектом памяти формы. В сплаве с неко6

торыми металлами, например никелем, он «запоминает» форму изделия, которое из него сде6

лали при определенной температуре. Это свойство широко используется в космической тех6

нике и в медицине для проведения операций на сосудах.

Титан обладает сравнительно низкой теплопроводностью (λ), которая колеблется от 22

Вт/(м·ºС) (для наиболее чистых от примесей марок) до 18,0 Вт/(м·ºС) (для титана техниче6

ской чистоты). Электрическое сопротивление титана составляет ρ=42,1·10

-6

Ом

см. С увеличе6

нием температуры электросопротивление титана еще больше увеличивается, а с уменьшени6

ем ее резко падает, вблизи абсолютного нуля титан становится сверхпроводимым. Титан

один из немногих металлов, который при низких температурах является сверхпроводником

электричества (-45К). Это открывает ему большие перспективы в электротехнике для переда6

чи энергии на большие расстояния.

Титан – типичный парамагнетик. Магнитная восприимчивость его, по данным различ6

ных авторов, при 20°С составляет 3,2

-6

см

/г. Его слабую магнитную восприимчивость ис6

пользуют при строительстве немагнитных кораблей, приборов, аппаратов.

На поверхности титана образуется защитная оксидная пленка, предохраняющая от кор6

розии. Преимущество титана перед другими материалами в том, что точечная и межзеренная

коррозия наблюдается в нем редко.

Недостатками титана являются его активное взаимодействие с атмосферными газами,

склонность к водородной хрупкости. Например, титан может самовозгораться, в некоторых

случаях и взрываться, что объясняется его высокой активностью. Титановые сплавы имеют

низкие антифрикционные свойства, плохо работают в паре со сталями, имеют невысокую об6

рабатываемость резанием. Возникают трудности при сварке титана и его сплавов.

Основной целью легирования титана является повышение механических свойств. Широ6

кое применение нашли сплавы титана с алюминием, хромом, молибденом, ванадием, магни6

ем. Основным легирующим элементом является алюминий, который обычно содержится во

всех титановых сплавах.

Легирующие элементы в зависимости от их влияния на температуру полиморфного

превращения классифицируют на:

α–стабилизаторы – элементы, расширяющие область существования α–фазы и повыша6

ющие температуру превращения (рис. 23,а);

β–стабилизаторы – элементы, сужающие область существования α–фазы и снижающие

температуру полиморфного превращения (рис. 23,б,в, г);

нейтральные упрочнители – элементы, мало влияющие на температуру полиморфного

превращения.

Рис. 23. Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана

Легирование нейтральными элементами не меняет фазового состава, но благодаря их

растворимости изменяются свойства α и β фаз. Наибольшее практическое значение имеет Sn

и Zr. Sn повышает прочность титановых сплавов при обычных и высоких температурах без

заметного снижения пластичности, Zr повышает предел ползучести.

Большинство легирующих элементов, являющихся β–стабилизаторами, повышают проч6

ность (V, Cr, Mn, Si, Fe,), жаропрочность (Zr, Mo), коррозионную стойкость (Nb, Ta, Zr, Mo),

термическую стабильность(V, Nb, W, Mo), несколько снижая при этом пластичность титано6

вых сплавов.

Во всех титановых промышленных сплавах присутствует алюминий. Это объясняется

тем, что алюминий эффективно упрочняет α–Ti, снижает его плотность, следовательно, по6

вышает удельную прочность; повышает жаростойкость (сплавы с Al могут работать без за6

щитного покрытия ~ до 550-600ºС); имеет невысокую стоимость. Обычное содержание алю6

миния от 2,5 до 6,5 % (по массе).

Промышленные титановые сплавы классифицируют:

по способу производства: деформируемые, литейные, порошковые;

по целевому назначению: конструкционные, жаропрочные (рабочая температура 400-

550°С) и коррозионно-стойкие;

по уровню прочности при 20°C: (низкой) невысокой прочности σ

=500-800 МПа, проч6

ные σ

=1000-1200 МПа; высокопрочные σ

=1300-1500 МПа;

по способности воспринимать термическую обработку: термически неупрочняемые и

упрочняемые;

по свариваемости: свариваемые (α–сплавы и некоторые α+β–сплавы) и несвариваемые;

по фазовому составу в отожженном состоянии: α–сплавы; псевдо α–сплавы; α+β–спла6

вы; псевдо β–сплавы; β–сплавы.

В промышленной практике большое распространение получили α–титановые сплавы. К

ним относятся сплавы марок ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5-1. Основным легирующим элементом

в сплавах этой группы является алюминий. С повышением его содержания хотя и повышает6

ся прочность, но снижаются пластические свойства сплавов. Эти сплавы хорошо сваривают6

ся, позволяют осуществлять горячее деформирование, ковку, прокатку, прессование и

штамповку. Поставляются в виде прутков, профилей, труб, поковок и штамповок.

Титановые α+β-сплавы относятся к группе высокопрочных термически упрочняемых

сплавов. К этой группы относятся сплавы марок ВТ3-1, ВТ6, ВТ14, ВТ22. По механическим

характеристикам они относятся к группе конструкционных сплавов с повышенной прочно6

стью. Сплав ВТЗ-1 используют для изготовления деталей паровых турбин и деталей тяжело

нагруженных конструкций. Он хорошо сваривается и удовлетворительно обрабатывается

резанием. Из него выполняются все виды проката, поковки и штамповки.

Сплавы типа ВТ6 обладают хорошим комплексом прочностных и технологических

свойств. Они свариваются, но требуют отжига для восстановления пластических свойств

зоны шва. Сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием. Из них изготовляют все

виды проката, поковки и штамповки. Сплавы этого типа находят применение в транспорт6

ном машиностроении и судостроении в отожженном и термически обработанном состоянии.

Сплав ВТ14 обладает высокой технологичностью в закаленном состоянии, хорошо де6

формируется в холодном состоянии, что позволяет из него прокатывать ленту и фольгу,

удовлетворительно сваривается. Из сплава выполняют все виды проката, поковки и

штамповки, изготавливают нагруженные детали, работающие при повышенных температу6

рах.

Сплав ВТ22 обладает высокой прочностью в отожженном состоянии. Поставляется в

виде проката, поковок и штамповок. Используется для изготовления крупногабаритных изде6

лий.

В последнее время получают широкое распространение β-титановые сплавы. Они обла6

дают высокой технологической пластичностью в закаленном состоянии, что обеспечивает им

хорошую обрабатываемость давлением. Типичным представителем β-титановых сплавов яв6

ляется сплав ВТ15. После закалки и старения этот сплав имеет предел прочности до 1600

МПа. Однако сплавы этой группы имеют невысокую термическую стабильность и

склонность к росту зерна, что затрудняет их сварку.

Титановые сплавы обладают высокой жидкотекучестью. Из них можно получать плот6

ные отливки. Для фасонного литья используются технический титан и титановые сплавы ма6

рок ВТ5Л, ВТЗ-1Л, ВТ14Л. К недостаткам литейных титановых сплавов относятся большая

склонность к поглощению газов и высокая активность при взаимодействии с формовочными

материалами. Поэтому плавку и разливку титановых сплавов ведут в вакууме или в среде

нейтральных газов.

Фасонные титановые отливки массой от 0,5 до 2000 кг используют для судового

машиностроения, химического, энергетического и нефтегазового оборудования, например,

теплообменники, парогенераторы, конденсаторы, охладители, выпариватели и котлы.

К основным видам термической обработки титановых сплавов относятся различные

виды отжига и упрочняющая термическая обработка (закалка с последующим искусствен6

ным старением). Упрочняющая термическая обработка применяется для α+β-сплавов и псев6

до-β-сплавов. После закалки в зависимости от химического состава сплава структура пред6

ставляет собой пересыщенный твердый раствор замещения легирующих элементов в α-тита6

не.

Титановые сплавы подвергают химико-термической обработке, например, азотирова6

нию. Азотирование проводят в среде азота или смеси азота с аргоном при температурах 850-

950°С в течение 10-50 ч. Азотирование уменьшает налипание и схватывание титана и его

сплавов при работе в условиях трения, повышает износостойкость, усталостную прочность,

окалиностойкость и коррозионную стойкость в ряде сред.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие основные свойства имеет алюминий?

2. С какой целью легируют алюминий?

3. Как классифицируют алюминиевые сплавы?

4. Какие алюминиевые сплавы находят применение в судостроении?

5. Какие виды термической обработки используют для получения необходимых свойств

сплавов на основе цветных металлов?

6. От чего зависят механические свойства меди?

7. Какие примеси снижают тепло и электропроводность, пластичность и коррозионную

стойкость меди?

8. Какие легирующие элементы удешевляют латуни, улучшают их обрабатываемость

резанием, износостойкость и способность прирабатываться?

9. Как изменяются свойства латуней при увеличении содержания цинка?

10. Какую обработку применяют для повышения прочности деформируемых латуней?

11. Как влияют легирующие элементы на свойства бронз?

12. Какие бронзы находят применение в судостроении?

13. Какими особенностями характеризуется титан и его сплавы?

14. Как классифицируют титановые сплавы и какой принцип используют для маркиров6

ки?

15. Какие титановые сплавы находят применение в судостроении?

Глава 10. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В зависимости от типа судна при постройке предпочтение отдается той конструкции и

конструкционным материалам, использование которых должно быть не только материально

оправдано, но и соответствовать назначению изделия.

Для быстроходных моторных яхт с остроскулыми обводами целесообразно применение

магналиев, при серийной постройке моторных яхт целесообразно изготавливать корпуса из

стеклопластика. Для спортивных парусных яхт, участвующих в гонках, применение стекло6

пластика как конструкционного материала единственный выход для улучшения спортивных

характеристик яхты. Для больших и комфортабельных моторных яхт со средней скоростью

до 25 узлов и двигающихся в водоизмещающем режиме основным конструкционным мате6

риалом является судостроительная сталь.

Важным фактором в выборе конструкционного материала для яхты является стоимость,

поскольку стоимость корпусу вместе с технологической оснасткой и трудоемкостью может

достигать 60 % от общей стоимости яхты. Использование в качестве судостроительного ма6

териала титана очень проблематично, поскольку стоимость титана в настоящее время в 200

раз больше стоимости судостроительной стали, а технология обработки в 250 раз дороже,

чем технология обработки стали.

Судостроительная сталь – это относительно недорогая специальная сталь, удовлетворя6

ющая требованиям свариваемости, деформации и обладающая минимально допустимыми

для определенных условий эксплуатации физико-механическими свойствами. Для обеспече6

ния качественной сварки содержание углерода в стали не должно превышать 0,23 %. В судо6

строительной стали жестко ограничивается содержание фосфора и серы. Обычная судо6

строительная сталь имеет предел текучести 240 МПа, предел прочности 410-500 МПа и отно6

сительное удлинение при разрыве 22 %.

Для постройки судов относительно малой длины (менее 60 м) используется тонколисто6

вая сталь. Листовой материал для постройки яхт подвергается испытанию на изгиб. Класси6

фикационные общества требуют испытывать на изгиб образец, вырезанный из листа. Для

обычной судостроительной стали образец должен подвергаться на изгиб в холодном состоя6

нии и выдержать его без трещин.

Подавляющее большинство лодок серийного производства, выпускавшихся предприяти6

ями нашей страны, изготовляется с корпусами из легких сплавов – дюралюминия (при клепа6

ной конструкции) и магналиев (при использовании сварки). Крупносерийное производство

подобных судов требует достаточно сложного оборудования и достаточного собственного

производства алюминия. Кроме России алюминиевые лодки крупносерийно производятся

только в США и Австралии.

Для постройки лодок чаще всего применяют листы из дюралюминия Д16АТ, подвергае6

мые закалке для достижения высокой прочности. Это позволяет применять для наружной об6

шивки сравнительно тонкие листы: 1,5-2 мм для днища и 1,2-1,8 мм для бортов (при длине

лодки 3,5-5 м). При гибке листов в обычном холодном состоянии под малым радиусом в ма6

териале появляются трещины, поэтому необходима предварительная термообработка (нагрев

до 350°С, охлаждение на воздухе). После гибки деталь нужно вновь закалить нагревом до

500 °С и охлаждением в воде.

При постройке корпусов малых судов сварка дюралюминия не применяется. При нагре6

ве металла в зоне сварного шва сплав утрачивает прочность. Обычно прочность сварных со6

единений дюралюминия составляет 40-60 % прочности основного металла.

Существенным недостатком дюралюминия является его сравнительно низкая корро6

зионная стойкость, особенно в морской воде. Особенно интенсивно коррозия развивается в

соленой морской воде, поэтому эксплуатация лодок с корпусами из дюралюминиевых спла6

вов в морских условиях не рекомендуется. Обычно листы металла плакируют для защиты

дюралюминия от коррозии в процессе производства и хранения металла. На готовые корпуса

из дюралюминия наносят лакокрасочные покрытия по специальной схеме. Основной прин6

цип конструкции лодок из дюралюминия – в подкреплении тонкой обшивки большим чис6

лом продольных ребер жесткости – стрингеров, которые опираются на сравнительно редко

расположенные шпангоуты.

В мелком судостроении наибольшее распространение получили алюминиево-магниевые

сплавы марки АМг5, предназначенные для листовых конструкций, и АМг61 для листов и

профилей. Листы и профили из этих сплавов обладают пластичностью, позволяющей под6

вергать их гибке в холодном состоянии, хорошо свариваются в среде защитных инертных га6

зов (чаще всего применяется аргоно-дуговая электросварка). Прочность сварных швов обес6

печивается не ниже 90 % основного металла. Сплавы типа АМг обладают более высокой

коррозионной стойкостью, чем дюралюминий, и могут использоваться для корпусов судов,

эксплуатируемых в морской воде.

Алюминиево-магниевые сплавы обладают несколько меньшей прочностью, чем дюра6

люминий, поэтому обшивку лодок делают более толстой, чтобы обеспечить при эксплуата6

ции ровную, без вмятин, поверхность корпуса. В случае изготовления сварного корпуса

очень трудно избежать коробления тонкой обшивки при ее сварке с набором: по сравнению

со сталью алюминий обладает в 2 раза более высоким коэффициентом линейного расшире6

ния при нагреве, следовательно и деформации при сварке больше. Поэтому используют для

наружной обшивки листы толщиной не < 2 мм, а при сварке корпусов длиной более 5 м –

уже толщиной 3-4 мм.

Первой отечественной цельносварной лодкой из легких сплавов является мотолодка

«Крым» (опытные образцы были изготовлены в 1969 г.). Конструкция ее в известной мере

копировала клепаный корпус – с большим числом продольных ребер жесткости, приваривае6

мых к наружной обшивке. Длительный опыт эксплуатации позволил выявить слабые места в

этой конструкции и рекомендовать более рациональную схему подкрепления днища. Для

уменьшения коробления обшивки в процессе сварки уменьшены протяженность и калибры

сварных угловых швов, увеличен объем контактной электросварки. Другой путь уменьшения

объема сварки корпуса – применение штампованных конструкций обшивки с ребрами жест6

кости.

Для постройки пластмассовых корпусов в отечественном судостроении используются

стеклопластики. Исходными материалами для них являются ненасыщенные полиэфирные

смолы и армирующие стеклонаполнители в виде тканей, холстов и жгутов (ровницы). По6

стройка или формование корпуса лодки производится в матрице – обычно разъемной по

килю наружной форме корпуса. Поверхность матрицы тщательно шпаклюется и полируется,

благодаря чему наружные поверхности корпуса лодки получают блестящую глянцевую по6

верхность. При формовании на матрицу сначала наносят разделительный слой, например, из

поливинилового спирта или воска, который обеспечивает свободное отделение готовой об6

шивки от поверхности матрицы. Затем наносят декоративный слой связующего – смолы с со6

ответствующими добавками – ускорителем и инициатором, а также пигментом для окраши6

вания этого слоя в желаемый цвет. После желатинизации декоративного слоя начинается

формование обшивки, которое состоит в последовательной укладке слоев армирующей стек6

лоткани и тщательной прикатке их валиками к поверхности формы. В зависимости от толщи6

ны армирующей ткани таких слоев укладывают 4-8 (для корпусов длиной до 6 м).

Стеклоткань придает пластику необходимую прочность. Наиболее прочный и плотный

пластик получается при использовании тонкой ткани сатинового переплетения типа Т-11-

ГВС-9 по ГОСТ 19170-73. При собственной толщине ткани в 0,38 мм один ее слой в обшивке

дает толщину 0,5 мм. Другой тип тканей, используемых для формования корпусов лодок, –

стеклорогожа или ткань жгутового переплетения. Эта ткань более толстая – например, марки

ТР-07 имеет толщину 0,7 мм, поэтому для получения той же толщины обшивки, что и при

использовании сатиновой ткани, достаточно уложить вдвое меньшее количество слоев рого6

жи. Однако плотные жгуты волокон рогожи хуже пропитываются связующим и при слабой

прикатке слоев к матрице такая обшивка нередко фильтрует воду. Поэтому часто обшивку

формуют из тканей обоих типов: наружные слои делают из сатиновой стеклоткани (при

большой толщине прокладывают также один-два промежуточных слоя между стеклорого6

жей), внутренние – из стеклорогожи.

Для формования используется так называемая стеклосетка СЭ – очень тонкая и редкая

ткань, хорошо пропитываемая связующим. Уложенная в самый наружный слой, она вырав6

нивает поверхность, скрадывает грубую текстуру нижележащего слоя стеклоткани и хорошо

держит слой окрашенного связующего.

При использовании любого стеклонаполнителя стараются выдержать соотношение мас6

сы связующего со стеклотканью примерно 1:1. В отечественном судостроении получила при6

менение полиэфирная смола типа НПС-609-21М – менее токсичная и более дешевая, чем

эпоксидные смолы ЭД-5 и ЭД-6, используемые чаще всего для ремонта.

Толщина обшивки легких пластмассовых гребных лодок составляет обычно 2,5-3 мм,

глиссирующих корпусов длиной до 5 м – 4-6 мм, толщина их бортов – 3,5-5 мм. Как правило,

корпуса гребных лодок не нуждаются в подкреплении набором, их жесткость и прочность

обеспечивается благодаря высадкам различного рода и гофрам в обшивке, а также пенопла6

стовым заполнителям и банкам. Днище глиссирующих лодок подкрепляют продольными

стрингерами и флорами из фанеры или пенопласта, оклеенного снаружи стеклопластиком.

Значительное число гребных лодок строится в России из шпона – древесно-слоистого

пластика, состоящего из тонких (0,5-1,5 мм) и узких (50-200 мм) полос, которые получаются

лущением с вращающейся круглой заготовки – березового чурбана. Чурбан предварительно

пропаривают и лист шпона снимают с него ножом по спирали. Из нескольких слоев, накла6

дываемых друг на друга перпендикулярно, склеивают обычную фанеру. Узкими полосами

шпона можно покрыть поверхность любой кривизны, а если их склеить на этой поверхности

в несколько слоев, то после высыхания клея получится легкая и прочная скорлупа. Иногда

лодки из шпона называют лодками из формованной фанеры.

Шпоновая (скорлупная) обшивка обладает такими ценными свойствами, как монолит6

ность и эластичность при небольшой объемной массе. Как и стеклопластик, она нуждается в

минимальном подкреплении набором, в то время как готовая скорлупа практически при та6

кой же толщине весит вдвое легче пластмассовой. Формование корпусов из шпона механизи6

ровано – лодки запрессовывают в автоклаве при температуре 60°С и давлении 3 кгс/см

. Тол6

щина готовой обшивки составляет 4,5-5 мм. Корпуса шпоновых лодок не имеют шпангоутов,

обшивка подкрепляется килем, стрингерами и привальными брусьями; поперечную жест6

кость корпусу придают банки.

Дерево как судостроительный материал используют и при изготовлении сравнительно

крупных яхт и при самостоятельной постройке катеров. При этом классическая конструкция

деревянного корпуса заменяется на обшивку, клеенную из узких реек, отдельные поясья ко6

торой надежно соединены между собой при помощи водостойкого клея и гвоздей. Гнутокле6

еные или ламинированные конструкции используют и при изготовлении таких деталей набо6

ра корпуса, как шпангоуты, киль, бимсы и т.п. Благодаря этому удается изготовить корпус6

ные детали из небольших по размерам качественных заготовок древесины.

К недостаткам древесины как судостроительного материала относится то, что дерево

впитывает влагу и рассыхается, изменяя свои размеры, подвержено загниванию и поврежде6

нию древоточцами, имеет неодинаковую прочность при нагружении вдоль и поперек воло6

кон. Постройка легких и прочных корпусов связана с тщательным отбором древесины и вы6

соким качеством работ. Для наружной обшивки деревянных судов применяют сосну, ель,

кедр, для набора корпуса кроме сосны используют дуб и ясень – твердые и очень прочные

породы древесины.