船舶领域

热处理在造船工业中是不可或缺的核心工艺，贯穿船舶结构制造、关键部件强化及服役可靠性保障全流程。船舶长期承受复杂交变载荷、海水腐蚀、低温冲击及焊接残余应力的严峻考验，热处理通过精密调控材料组织与应力状态，为船舶的结构完整性、抗疲劳性能及全生命周期安全提供基础支撑。

核心应用深度融入船舶建造关键环节： 在船体结构中，厚钢板（尤其高强钢AH36/DH36及以上）经冷弯、辊压或水火弯板成型后，需进行局部或整体消应力热处理，消除冷加工变形应力，防止后续焊接变形累积；大型分段合拢焊缝（如甲板纵骨、舱壁对接缝）及关键节点（舷侧顶列板与甲板边板连接处）执行焊后热处理（PWHT），大幅降低焊接残余应力峰值，抑制疲劳裂纹萌生并提升接头在低温海域的抗脆断能力。动力系统核心部件如大型船用曲轴（锻钢件） 必须经过多阶段调质处理（淬火+高温回火），使基体获得均匀的回火索氏体组织，平衡高强度与高韧性，确保其在极端扭矩下的抗疲劳与抗变形能力；推进器铸件（如螺旋桨镍铝青铜） 需固溶处理+时效硬化，消除铸造偏析、优化耐蚀相分布并显著提升硬度和空泡腐蚀抗力。船用齿轮箱中高速齿轮普遍采用渗碳淬火+精密回火，形成表面高硬度（HRC 58-62）、芯部高韧性的梯度结构，抵御严苛啮合冲击与磨损；舵系承力件（如舵杆、舵销） 依赖调质处理保证整体强韧性匹配。特种船舶材料处理尤为关键：LNG运输船殷瓦钢（Invar）薄膜舱的焊接接头需局部低温退火（约250℃） 以消除应力而不损害超低膨胀特性；低温液货舱用9%镍钢焊后必须执行特定温度区间回火，维持-196℃下的优异韧性；耐蚀铜合金管路经固溶+时效优化抗生物污损与冲蚀性能。

热处理的核心价值在于破解船舶工程三大痛点： 首先，强力抑制焊接与冷作残余应力——从源头提升船体疲劳寿命（尤其波浪载荷高频作用区域），降低应力腐蚀开裂（SCC）风险；其次，赋能关键部件极端环境适应性——保障曲轴在长期交变负荷下的可靠性、螺旋桨在盐雾空蚀下的耐久性、齿轮在重载冲击下的抗点蚀能力；最后，解锁特种材料潜能——通过精确相变控制实现殷瓦钢的尺寸稳定性、9%镍钢的深冷韧性及高强钢的低温止裂性能。这直接决定了船舶在风暴、极地航线、高盐高湿环境中的生存能力，满足DNV-GL、LR、ABS等船级社的严苛规范。随着超大型集装箱船、极地破冰船及低碳燃料（LNG/氨）动力船舶的发展，对超大构件均匀加热技术、异种钢焊接接头复合热处理及环保型表面强化工艺（如替代电镀铬的激光淬火）提出了更高要求。