由于很多国家无法自行生产专用钢材,我们了解

原标题:央视证实国产航空母舰一个确切消息, 国内也仅此一家拥有此技术

问:国产航母的特种钢到底有多难做?

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工业的强弱决定着一个国家、一支军队的强弱,这其中钢铁等高新科技材料的作用至关重要。比如象征一个国家综合实力的航母,就需要消耗大量的专用钢材。

国产航母所使用的特种钢应该是与辽宁舰一脉相传的,它的难度有多大呢?我们2002年将瓦良格号从乌克兰买回来之后,在大连港口整整呆了五年就没怎么动过,原因就是因为修复航母必须的特种钢材料迟迟得不到有效解决,严重拖延了辽宁舰的改造进度。(锈迹斑斑的瓦良格号)

航母所需的钢铁可不是普通钢材,要高级的多。由于很多国家无法自行生产专用钢材,这也成为各国无法生产航母的主要原因。

当然了,最终经过了鞍钢集团上下一心的集中攻关,国产航母用钢最终得以突破,我国也成为世界上少数能够制造航母特种钢的国家之一,正是因为材料问题解决,辽宁舰得以顺利服役,国产航母也能够快速建造下水,但是背后的艰辛历程也让人更加理解军工科技人员的努力付出!(焕发新生的辽宁舰)

这种专用钢材有多特殊?由于受到地球磁场等作用的影响,金属船身的军舰为了不具有磁性以致于被对方探测到,通常需要采用特殊的钢材,并每隔几年就进行逆向消磁工作。可我国在引进“瓦良格”号航母后却发现,哪怕是闲置多年、锈迹斑斑的“瓦良格”号,磁力依旧为零。

我们了解最多的航母用钢莫过于甲板钢,甲板钢的技术含量在航母特种用钢中算是数一数二的存在。甲板钢需要承受舰载机数十吨机体以数百公里的速度强力冲击,又要被发动机尾焰数千度的高温炙烤,在战时还要能够抵御一定的炸弹爆炸输出,因此其本身材料属性指标就非常高,屈服强度要求至少在500MPA以上,而且还必须有不错的耐高温性能和强度韧性,但是为了减重,厚度又不能超过50毫米,真是蜀道难,难于上青天!而在加工时,因为甲板需要由多块钢板焊接而成,为了在甲板上减少焊缝,增加强度,减少建造周期和成本,因此甲板钢板还要尽量的宽大,一块甲板钢两侧之间的耐压强度偏差还不能超过10MPA,不然很容易导致甲板在使用一段时间后出现凹凸不平,使用寿命降低,甚至威胁舰载机安全。面对这一世界难题,鞍山钢铁集团的员工们基本上是没日没夜的进行攻关,最终在一年半之内就交出了成品!而轧制超大型甲板钢板的世界最大5.5米级四辊可逆式双机架宽厚板轧机也由一重集团研发出来,最终我国制造并轧制出来的甲板钢不仅金属性能优异,并且宽度达到5.5米,长度超过40米,整体技术指标与美国福特级使用的HSLA-115型特种钢不相上下!除了甲板钢,航母上使用最多的就是对称球扁钢,这种钢材主要是用于建造大型船舶的龙骨、加强筋以及修复加固使用,辽宁舰的修复就曾经使用了数百吨的对称球扁钢。球扁钢按理来说不算是一种很高技术的钢材制品,但是由于航母技术指标高出民用好几个档次,而且辽宁舰需要的对称球扁钢形状非常特殊,当时国内并没有专门的生产线和热处理设备,生产此类钢材的技术和经验更是为零,但是当时任务重,时间紧,难度瞬间被拉升好几倍。鞍钢所在的水面舰船科研室经过三个月几乎不眠不休的努力,最终成功保证了对称球扁钢的正常生产和供应,艰难程度不要亚于甲板钢!目前国产航母除了30%技术相对较低的结构钢之外,包括甲板钢、球扁钢、上层建筑结构钢在内的70%关键部位钢材都由鞍钢集团供应。在许多人争相吐槽国企的时候,鞍钢用实际行动证明了自己是国民经济乃至军工行业的中流砥柱!结结实实打了许多喷子的脸!

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迄今为止全世界仅3个国家生产的钢板能用于航母制造,都被视作重要的战略物资,不予出口,上图为美国“福特”级超级航母“福特”号首块35吨级特种钢板切割现场。大家好,欢迎关注兵器知识谱,关注原创回答体验不一样的知识分享。建造一艘诸如“尼米兹”7万吨级的大型航空母舰,需用各种特殊品种的大宽厚钢板4万多吨,其中飞行甲板就需要50毫米厚的HSLA-80航甲板母专用钢板约8000吨。这类钢板必须满足以下性能要求:第一、拒磁;第二、高韧性;第三、抗高温和抗低温。下面我们就通过依次了解航母特种钢的性能要求来解答它的生产难度。下图为美国福特级超级航母二号舰“肯尼迪”号的首块高性能合金甲板钢开切仪式,美国造的特种钢依旧是世界上性能最好航母专用特种钢。

另据于2016年升任为辽宁号航母舰长的刘喆透露,“瓦良格”号刚到我国时全是浮锈,可当他拿手去擦拭后,里面是锃光瓦亮,跟新的一样。

航母特种钢“拒磁”性能的意义

所谓“拒磁”并非不导磁,而是不被磁化或者说抗磁化性能好。钢材的本质是铁,因此会导磁和被磁化,物体的导磁特性通常用导磁率或导磁系数来表示,单位是亨/米(即H/m)。例如常用于电动机制造的专用钢(steel),其相对导磁率约介于2000~6000H/m之间,高碳钢的导磁率约为7000H/m,而空气的导磁率定义为μ0其值为4πx10^-7H/m,这就是磁铁能隔空相互吸引以及吸引导磁物体的原理。

武器专家利用导磁原理研制出专门用于攻击舰艇的磁性水雷、磁性鱼雷等等磁感武器,航母属于大型水面作战平台,如果建造材料不具备优良的拒磁性能,长时间在海里航行后将会被地球磁场磁化,那么航母将变成一个产生巨大磁场的移动物体,增大了对磁感武器的感应敏感性,更容易成为磁感武器的攻击目标,因此航母特种钢的导磁率必须低于500~1000H/米。低导磁率并不代表不会被磁化,这也是航母和其他舰艇必须每隔一段时间就要入港进行消磁作业的原因。下图为正在基地进行消磁处理的俄罗斯20380“守护”级护卫舰。

此前并无直接证据证明我国可生产专用钢材,但随着首艘国产航母的出现,证明我国已攻克这个难关。3月13日,央视财经“经济半小时”正式宣布,中国已能自行生产航母专用钢材。作为我国钢铁工业的摇篮,鞍钢不负众望,成为全球少数能生产航母专用钢的企业之一,在国内也仅此一家,别无分号。

航母特种钢“高韧性”的意义

航母特种钢的“高韧性”性能说白了就是不易变形和折断,通常用屈服强度度来表示,比如美国的HSLA-80航甲板母专用钢板屈服强度为300MPa~600MPa,美国建造“福特”超级航母所使用的HSLA115特种钢屈服强度已经达到785MPa。世界上常有许多大型货运船舶在建造时因使用了屈服强度不达标的钢材导致在恶劣海况航行时船体折断,甚至还发生过停靠在港口卸货的船舶发生船体折断的事故。比如2015年7月15日凌晨3:45,武汉一艘名为“鄂团风货226”2000吨级的货运就在港口发生了船体折断事故。下图为发生船体折断事故的货轮。

航母属于高价值国防尖端武器装备,是绝对不允许发生船体折断这类事故的,而且航母在回收舰载机时甲板需要承受舰载机每个架次降落时产生的巨大冲击力。比如歼-15舰载战斗机的空重为30吨,在搭载3吨燃油和2吨弹药后飞行重量将会增加到35吨,而降落时则需要保持230公里/小时的速度着舰,此时舰载机的过载将会超过5个G,航母甲板将会受到相当于175吨的力的瞬间冲击,关键是这种冲击力并不是偶然发生,战时每天承受200~300个架次的冲击也是很常见的。

其次就是处于防弹性能的考虑,如果钢材屈服强度不达标,极有可能因中弹而引发舰体变形、开裂、折断,从而导致沉没。航母上有价值几百个亿的装备以及5000~6000名左右的官兵,一旦沉没将会对国家造成严重损失,最重要的是国防力量会因此削弱。因而航母在建造时必须使用屈服强度性能优异的特种钢材。下图为准备着舰降落的“超军旗”舰载战斗机,在触舰瞬间航母甲板将承受巨大的冲击力。

数十年前,我国有大大小小,成百上千家钢铁企业,但很多高端钢材都无法生产。而如今,我国不仅能生产出航母专用钢,还能独树一帜地研发出“超级刚”。

航母特种钢“抗高温和抗低温”性能的意义

抗高温性能是可以很直观地了解到的,比如舰载机起飞前从机尾处升起的挡焰板。喷气式战斗机的发动机尾焰温度最高能达到1800℃,而普通钢材的熔化温度为1500℃,尽管飞机发动机所喷射的尾焰不足以在短时间内将挡焰板加热到熔化温度,但是钢材在高温下使用性能会发生应力松弛、热脆性、热疲劳等变化,所以航母特种钢材必须具备承受1000℃左右高温的能力。马氏体合金钢能够长时间承受650℃的高温,奥氏体合金钢能承受620℃的高温,很明显这两种钢材都不符合航母建造材质性能要求,可见航母特种钢的性能指标是非常苛刻的。

抗低温性能也不难理解,钢材的强度是随着温度的降低而下降的,当温度降低至某个临界值(或区间)钢材的韧性就会突然下降,导致钢材变脆。比如45#钢的低温临界点为-20C°,当气温下降到这个临界点以下时钢材将失去应有的强度;当温度下降至-30C°时在重力作用下将会被折断;当温度下降至接近-50C°时它会脆得像甘蔗,徒手都能将其掰断成两截;如果温度下降至接近绝对零度,那么45#刚将脆得像薯片一样。因此航母特种钢对抗低温性能的要求是能在-38℃以内的环境中不发生韧性变化,比如南极、北极等等这样极寒环境,如果抗低温性能不达标,航母在极寒环境中是无法承受舰载机着舰降落时强大冲击的。下图为撞击冰山后在沉没过程中发生船体折断的泰坦尼克号,船体出现折断现象说明该型邮轮所使用的钢材并不符合抗低温性,早在撞击发生之前船体钢材韧性就已经在寒冷的环境中发生变化。

要造一种拒磁钢板,那就添加镍、铬等元素制成不锈钢;要造一种只要求高韧性的钢板则添加镍、钴元素制成高强度合金钢;要造一种只有耐高温钢材,那就添加钨、钼元素制成钨合金钢……任何一种单一性能要求的钢材都可以轻松制造出来,但是若要求集拒磁、高韧性、抗高低温性能于一身的钢板就不容易了,因此航母特种钢是一种十分难以生产、十分难以加工焊接、十分珍稀的高性能造船材料。此外,除了美、俄、中三个冶金大国以外,日本、法国、英国的冶金技术也是非常先进的,为何他们也造不出航母特种钢呢?

原因在于日本受到成本的制约!航母特种钢虽然属于高性能钢材,但是出于研发难度过大、价格过高、需求量过低(禁止向国外出售)的原因考虑,即使日本成功研发出航母特种钢的生产工艺,研发成功也很难转化为效益。毕竟日本是一个战败国,武装力量以及武器装备的发展受到严格限制,研发航母特种钢自己用不上,又不能卖给海外用户,做这种买卖是绝对亏本的。而英、 法两国目前各自只建造了一艘在役的航母,少量用钢投入大量资金自行研发根本不划算,索性向美国购买反倒省事许多,因此英、法、日这三个具有先进冶金技术的国家也不具备生产航母特种钢的能力。下图为分段建造期间的英国“伊丽莎白女王”号滑跃起飞航母,它的建造材料全部从美国引进。

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难做不敢说,但是难量产确实!

对比航母用钢来看,世界范围内能造航母确实不少了,但可以大批量建造航母用的钢材国家,就那么几个,型号也就几个。比如印度,印度钢铁行业十分发达,印度本国的钢铁行业就可以制造航母用钢,但印度仍然需要向俄罗斯大量购买航母钢,因为本国的钢材产量太低了。

航母用钢不同于民船、驱逐舰、巡洋舰,甚至和核潜艇用钢技术差不多,但用量却大了很多,因为航母需要巨大的船体外壳、各层甲板和上层建筑,航母结构除了符合水面舰艇的需求,更需要良好的耐腐性,最为主要是高强度和很好的焊接工艺。航母对高强度钢需求,其实是大大减小了钢材的使用量,因为相同的强度,航母钢材用得更少,美国尼米兹级航母用钢4.7万吨,伊丽莎白级号航母用钢6.5万吨。

目前,世界范围都在使用美国定下的标准航母用钢,HY系列,包括了HY-80钢,其屈服强度为550兆帕,HU-100,其屈服强度为690兆帕,HT-130钢,其屈服强度为890兆帕。虽然HY系列钢十分适合航母用钢,但美国还是没有停下脚步,继续研制了高强低合金钢。而国产航母用钢,和美国类似,都是高强度低合金钢,这红钢工艺性能好,良好的焊接性,还可以显著降低航母自重,并提高结构抗损能力。但是材料过程十分负责,制造的时候难度比较大。这导致了一般国家都可以研制出来,但卡在了产量和焊接工艺上。

bwin必赢棋牌,所以说航母用钢绝不是一朝一夕就能完成,幸好我们之前拥有大量的核潜艇,利用核潜艇钢材发展而来的航母用钢,保证了国产航母精钢产量充足。

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说到钢材,我们就讲讲已经服役的辽宁舰吧。

大家都知道辽宁舰的前身是俄罗斯的瓦良格号,这艘航母于1985年12月开始建造,1988年下水。截止到1991年11月,瓦良格号的工程进度已经完成了68%。但随着1991年12月苏联的解体。由于乌克兰无力继续建造被迫停工。1997年我国购买了早已锈迹斑斑的瓦良格号,开始了漫长的回国之路。直到2002年瓦良格号抵达大连港。可谓是千辛万苦。 如果从建造算起,这艘航母已经有30多岁。刚刚回国时的样子让人不忍直视。相信任何人也无法把它与现在的辽宁舰联系起来。而从2002年回国到2012年服役。这其间就是一直因为没有合格的航母用钢材导致2009年瓦良格号才开始改装。

也许有人会说,我国的钢材产量早就已经位居世界首位,并大量出口,怎么可能会生产不出来。航母用钢和其他钢材区别非常大,之所以我国几十年来一直没有建造航母,一直没有建造航母的主要材料是一大原因。这其中就包括钢材。当今世界上能够生产航母用钢的只有美国、俄罗斯、德国和日本。而这几个国家都是不可能把技术卖给我国的。

以瓦良格航母为例,从其开始建造到被我国改造,经历了24年的时间,从未经过防腐处理的瓦良格身上的钢材却让我国军工人员大吃一惊。在国内检查后发现,“瓦良格”号的钢可以自然的抵御海水腐蚀,表面的锈迹擦去后,里面跟新的一样;而且,为了防止磁性水雷或者磁力探测设备对军舰的探测,重要的军舰使用的钢材都要进行消磁处理,即使由于自然界本身所带有的磁场,致使军舰在航行数年后也还要进行逆向消磁,但瓦良格在中国进行首次检查后发现,其舰身上钢材的磁力依然为零。可见,前苏联时期的特种钢材制造工艺有多么高超。

局座张将军在节目中就曾表示:我国投资4000多万美元修路、建船坞、盖工房,只是等这些基础设施都搞完了,才发现我们没有造航母用的钢。所以2002年回国,直到2009年才开工。

在瓦良格号回国后,我国就开始与俄罗斯谈判,想要采购航母特种钢的生产技术。但俄罗斯只同意出口钢材,技术多少钱都不卖。于是我国军工科学家们开始了的刻苦攻关!终于突破了这一技术难题。使瓦良格号顺利成为了我国第一艘航母,也使002型航母顺利下水。从此再也不必看他人的脸色。

而同样在制造航母的印度,直到今天还在采购俄罗斯的钢材。而普京大帝时不时的就会涨涨价!已经让印度苦不堪言。可见,一个国家想要真正的成为军事强国,军工产业必须要靠自己。只有掌握了核心装备和技术才能不被任何人看不起。真正的拥有话语权。

改造“瓦良格”,从2002年到2012年,我们用时十年之久,为何如此难做?从无到有,许多关键技术和材料正是其中重点与难点,一个6.7万的钢铁巨兽,用钢正为难点之一。据公开信息披露,甲板钢,我们当时向俄罗斯买回来一点,但不能足够使用,为此,向鞍钢压任务,他们顿感压力山大,用时一年半,终得研制成功。要问这钢怎么样,他们如今自豪地说,成为真正的世界顶配,水平是领先性的。甲板钢宽度可达5.5米,长度超过40米,技术上与美国最新“福特”号所用HSLA-115各有侧重,水平完全相当。有了可靠的特种钢,国产航母建造变得十分快捷,用时两年快一点,也就完成了呢。

什么都是自己造。不客气地说,如今哪怕一颗镙丝钉,都属于我们自家拥有技术产权的。航母用钢大致三种,甲板钢,船体钢和结构板,在屈服强度上,都有特殊要求,仅以船体钢来说,屈服强度都要达到550兆帕。我国超级钢有种S600E,屈服强度高达600兆帕,堪称为娇娇者。强度高,耐蚀性好,耐热性能非常优异,自投入使用以后,有高实验条件下,不层发生断裂,未出现任何异常。从而说明一样事,用钢我们刚刚的,已突破了所有实用技术,国产航母用钢,全部来自我们自己。

所有的一切都被打造出来。有了钢,没有板轧机不成。如果说特种钢研制,在于技术环节,那么宽厚板轧机则生产环节中的大关碍,没有它,钢板按多大规格符合要求,就会成为问题。如今一款5500毫米厚的板轧机,出现在世人面前,成为世上最先进的,航母用钢,想怎么用便怎么用。

“瓦良格号”刚来到我国的时候可不是这样的光鲜,经过较长一段时间的续建成焕然一新,成了威武的“辽宁舰”!但续建过程中由于“瓦良格号的钢材牌号与我国生产牌号有些不同,并且没有价值再为此研制新牌号的航母钢材(研制一种新牌号的军用钢材至少需要十年时间),所以在续建过程中进口了一批俄罗斯生产的航母用钢。由于有了续建“辽宁号”的经验,我国在建造17号航母的时候基本上是“驾轻就熟”在较短时间内将它建造完毕,并且进行了多次试航。

17号航母从建造到相对短的时间下水,标志着我国在常规航母的设计与施工都已经处于较熟练的水平上了!那么,我国在建造17号航母时最基本的钢材是怎样生产出来的?

航母用钢材和大多数大规模使用的钢材一样,也需要经过冶炼→铸锭(连铸板坯、型材坯)→轧制→定尺→热处理→精整……这些较复杂生产流程。

图片上是美军航母用钢板的成分表,HSLA–100是目前“福特级”所使用的低合金高强度钢材,而HY–80和HY–100两种钢材是美军核潜艇耐压壳体所用的钢材,但是美军在建造“尼米兹 ”级航母首批次的时候使用了大量的HY—80钢建造,在后几个批次当中也关键部位也使用的少量的HY—100高强度钢…直到HSLA—100研制出来之后才在尼米兹级最后几艘“里根号”、“布什号”上使用,而最先进的“福特级航母”使用大量HSLA—115钢。

从上面美军这些航母钢材牌号来看,凡事可以生产潜艇耐压壳体钢材的国家,都可以研制出航空母舰用钢材,我国从1960年代末期就已经掌握了常规潜艇、核潜艇耐压壳体钢的工艺标准与冶炼工艺,所以我国在航母用钢冶炼阶段不存在任何困难,而且我国目前航母用钢方面采用转炉+炉外精炼生产工艺,在冶炼这个阶段可以优质优量的保证需要。

图片上是大型钢铁生产联合企业的“板坯连铸”生产线。

1960年代中期以前连铸生产工艺不成熟,航母用钢材冶炼完成后要采用“模铸法”(下铸法)工艺,就是用一个铸铁材质钢锭模加上浇铸底盘、中心铸管和各种耐火砖组成炉后工段,等钢水冶炼完成后倒进盛钢罐内,吊车将钢水罐吊到中铸管上面开始浇铸…航母用钢材由于尺寸都很大,就需要浇铸成13.1吨大型板材钢锭和8.3吨型材钢锭…不过模铸法工艺生产效率低成本高、工序繁杂,并且浇铸完成的钢锭需要在模内进行保温缓冷,这得等上好几天时间!如果不进行缓冷,钢锭会冷却不均匀,在热胀冷缩的现象下有内部可能被拉裂,那么整个钢锭就报废了,损失将是巨大的。图片上就是“模铸法”生产工艺,当然航母用钢锭要比图片里的大了很多。模铸钢锭还不能直接进入到钢材轧机去轧制钢板/型材,还需要使用“开坯机”将它制成(碾压)适合轧机再轧制的板坯才行…这样的繁杂工序流程会大大的增加了生产成本!所以,现在采用炉外精炼与连铸工艺,取消模铸、开坯这些工序,显著的提高了生产效率和降低了生产成本。

连铸工艺比较适合大批量生产并且节省生产成本。 我国钢铁工业进入到1990年代后生产规模与生产工艺有了较大的发展与提高,大型板坯连铸生产线是目前我国大型钢铁联合企业的标配,航母用板坯、型材坯甚至模铸锭生产工艺和产能在我国钢铁工业中也没有瓶颈,都可以顺利的完成。1960年美国建造“企业号”核动力航母图片,图片上是“企业号航母”的一块飞行甲板。

航母用钢板都是超长、超宽,厚度很大的定尺钢板,比如:排水量6万~10万吨的大型和超级航母,飞行甲板钢材用量在6200吨~8500吨左右,标准板:长25米、宽5.5米、厚度50毫米的钢板,福特级使用更先进的高强度钢板厚度可能会有所减薄。

使用超宽超长钢板的目的就是要减少焊接和铆接的工作量和焊缝与铆接点,三个足球场那么大的面积要求非常平直,不允许出现焊接、铆接累积误差…部分型号的舰载机最大起降重量超过了30吨重!在重力加速度的作用下直接砸在了飞行甲板上,如果甲板不平整或者强度不够,很可能造成起落架折断或者砸出一个坑,那么飞机就会出现重大事故,后果不堪设想…所以,必须要使用超长超宽的钢板来建造飞行甲板,但飞行甲板也不能过厚否则会大大的增加“死重量”,白白的消耗了主机大量功率输出,在不影响性能的条件下,飞行甲板的钢材要厚度适中。赫赫有名的5500毫米宽厚板轧机,不但可以轧制航母飞行甲板用钢板,其它大型船舶钢板、超大型储油,储气罐钢板、大型桥梁用钢板…等等所用超宽超长的钢板都需要它去轧制。

我国对于航母的研究在“瓦良格号”之前大部分工作就已经成熟了,之所以未建造航母就是在超长超宽的钢板轧制上遇到了“瓶颈”,因为轧制航母飞行甲板需要使用5500㎜长度以上轧辊的板材轧机,也就是通常所说的“宽厚板轧机”,但这种型号的轧机在全世界都非常罕见!设计标准和制造要求工艺极高,而且价格非常昂贵,只有工业水平极高的国家才能制造出来。

在2000年以前我国装备制造工业还处在发展阶段,这种超大轧机还暂时不能研制,没有超大轧机也就没法为建造航母提供所需钢板,国外进口不是我们的选项,因为现代化是买不来的,只能是自己奋发图强!

图片上我国工业装备制造史上的里程碑!5500㎜宽厚板轧机,是当今世界上最先进宽厚板轧机,是生产航母用钢板的“神器”!它的制造成功是使我国在生产航母用钢的所有技术环节和生产环节都被打通!不会出现任何生产环节瓶颈!因此,我国成为世界上可以生产任何规格航母用钢材的国家!

一个国家要想国防现代化就必须把自己的重工业水平提高到最高等级,只有这样才能不受制于人!否则就将会被别人掐脖子!这个知味儿我们以前尝过,现在部分行业仍然在尝…但是我们有自力更生的决心和艰苦奋斗的勇气!“天行健,君子以自强不息!这是中华民族的传统!也正是在这样的传统下,任何事情都能迎刃而解!任何困难都能迈过!

航母所使用的钢材可不是一般的钢材,是经过特殊技术得到的特种钢材,全球只有五个国家具备生产航母特种钢材的能力,之前我国购买的“瓦良格”号航母,就是因为在钢材上技术不过关,所以才让他在港口漂了几年。

特种钢材质量的好怀直接影响军队的战斗力,从装甲车,舰艇,飞机,航母等都需要特种钢材,目前我国和美国算是这个领域的领头羊。

航母的不同部位需要用不同的钢材,首先是主体的结构钢材,比如龙骨,水密隔板材等,国际公认的是劳氏船舶标准中规定的合金造船钢,另一种是浸泡在水线下的装甲钢,或者是在甲班上的建筑用钢,每个国家的制造技艺和材料用途各不相同,他们的厚度都不一样,耐腐蚀性,高温性也需要根据不同部位进行调整,因为航母是常年泡在水中,海水是咸的,腐蚀性更强,因此舰体需要耐腐蚀,而飞机起飞的甲板,则需要耐高温,因为飞机起飞时会喷出高温烈焰,所以需要突破不同部位性质不同的特种钢材技术。

航母体型巨大,在制造时需要很多钢板,但钢板太多航母强度就会降低,所以还得有能力制作大型钢板。我国拥有世界上最大的轧机,可以压出长40米,宽五米半的巨型钢板,这也是我国能够快速建造刚才的重要原因,另外我国还研发了先进的卷板机,目前最大的卷板机吨位已经超过了8000吨,这种8000吨级的卷板机可以用于制造大型攻击核潜艇以及战略核潜艇等。

目前,我国已经研制出了屈服度到2200的超级钢板,当年买回“瓦良格”号无法维修的窘境已经一去不复返,未来我国还会突破更多被外国垄断的技术,国家会越来越强。 【本文由琅琊利剑原创,禁止侵权】

特种钢其实是在碳素钢中按照比例加入不同的合金元素,使其达到自己想要的特性,这就是特种钢,特种钢的用途很广,从桥梁,核反应堆冷却到航母都有他的身影,根据不同的需要来制造不同特性的特种钢。

航母所使用的特种钢也有许多种,因为航母每个部位所需要的特种钢特性是不一样的,比如航母在海水中航行的交通工具,它的船体必须要有很强的耐腐蚀性,当然涂装是一方面,其本身的耐腐蚀能力也是一方面,另外,像航母甲板,必须要有足够的耐热性,因为飞机在起飞的时候会喷出高温火焰,因此在这部分的特种钢特性是耐热性要高,6钼钢由于还有很高的钼,所以耐腐蚀性,耐高温能力很强。

在舰载机起飞和降落的过程中,舰船也要承载很大的冲击力和压力,而且他还需要有抵抗爆炸的能力。

除了这些,船体本身不是一个平面,因此他还需要有一定的曲服度才能加工成船,而这种金属材料需要有0.2%的残余变形应力值极限,如果大于极限的外力作用会使零件永久失效,无法修复,因此特种钢的技术掌握非常复杂。

航母的体积很大,因此需要的钢板面积也大,它必须达到长40米,宽5.5米的要求,焊接缝越少越好,以免因为焊接缝过多而造成地面凹凸不平的隐患,而直接锻造大面积的特种钢也是一个很大的挑战,全世界有能力制造特种钢的国家屈指可数,当年我国从乌克兰购买了瓦良格号,历尽千辛万苦带回国之后,整个航母已经是锈迹斑斑,对他的改造也因为特种钢的原因而推迟了五年,后来在鞍钢集团上下团结努力的基础上用最短的时间克服了特种钢的难题,辽宁号70%的钢都是由鞍钢提供。

我国现在不仅仅已经不需要依靠外国技术制造特种钢,而且还研发出了可以抵抗两千两百兆压强的超级钢,这种钢的制作要求,第一特种钢要更高,比如他需要有五倍以上的压力进行压轧,然后迅速冷却控制温度才能够形成这种钢,结构组织很细腻,不容易变形,强度特别高韧性也好。

(本文由风云一点通原创首发)

继宝武钢铁集团攻克屈服强度1100Mpa的低碳低合金结构钢后,中国又再度在特种钢领域做出突破,研制出一种“超级钢”,它拥有2200Mpa的强度和极高的延展性,其性能是美俄潜艇钢的2倍,为我国研发新一代潜艇奠定了良好基础。

航母对钢材的要求极为苛刻,高屈服强度,耐腐蚀性,抗爆炸性,高韧性,可焊接性,耐冲击性,低磁性,耐高温性等等。目前002号航母已经进行了多次海试,这完全可以证明我国已经掌握了制造航母用钢的技术。我国航母所用的钢材绝大部分是由鞍钢生产的。

航空母舰的不同部位对钢板厚度,宽度,长度要求也不同。一般说来,航母用钢包括了:船体用钢,装甲用钢,结构用钢。航空母舰的甲板对钢材的要求最为严格,因为要承受数十吨战斗机起降产生的冲击力,摩擦力。还要承受涡扇发动机产生的超高温度,所以甲板对所用钢材的要求极为苛刻。一般来说,其屈服强度在700—900Mpa之间,厚度在40毫米左右,不平度要低于5mm/m。航母甲板所用钢材的长度和宽度是越大越好,长宽越大,面积就越大,焊缝就会相应的减少,对战斗机的起降也更安全。

航母的船体用钢还分为两部分强度在450Mpa—550Mpa之间,船体水下用钢的厚度在200毫米左右,主要是为了抵抗鱼雷,水雷等武器的攻击;而船体水上部分用钢的厚度在25毫米左右。

除了甲板之外,动力区和指挥室所用的钢材的厚度高达330毫米,毕竟一个是航母的心脏,一个是航母的大脑,这两个部位和飞行甲板同样重要。 知道了航空母舰各个部位所用钢材的性能,就能够知道生产这种钢材的难度究竟有多大了。

上面说了,我国航母用钢主要是由鞍钢生产的。鞍钢生产了我国航母所用的甲板钢,球扁钢等。此外,鞍钢还有一个重器,那就是10万吨级别的轧制机,该扎机能够生产长度为40米,宽度为5.5米,厚度为40毫米的钢板。这种钢板的首胃强度偏差小于10Mpa,其-84度的冲击韧性都在250J以上,性能是非常厉害的。

众所周知,在低温下钢材很脆,容易掰断。而我国航母甲板所用的钢材能够在-84°的情况下,抗冲击韧性超过250J。简单来说,就是把这种钢材拿到-84°的环境下,用250公斤的重物从1米的高度下落砸到上面而不会折断。从这里就可以看的出来,我国航母用钢的技术是很厉害的。因为随着钢材强度的提高,焊接难度则越来越大,如何解决高强度钢的焊接难题,也是极为关键的。我国科研人员研制出了自动焊接机器人可以焊接航母和火箭所用的钢板。哪有什么岁月静好,只不过有人为你负重前行。(图片来自网络)

航母作为国之利器,它的生产材料肯定不是普通的钢材,而是各种合金制成的特种钢材。而它的制造工艺也是一个国家的机密,制作工艺也不是一般的国家能够完成的。而我国的首艘航母辽宁舰装备海军,002型航母即将入役,还有003型航母正在建造。这说明我国拥有制作航母上特种钢的技术和材料。并且航母上的特种钢也不是有钱能够买来的。质谱仪可以分析出特种钢的各种成分含量,但没有相应的技术和相应的配套设施,也是制作不出特种钢来。

这也是为什么我国首艘航母改造时间花费了5年。是因为一开始我国无法自主研制航母特种钢。而这种钢材作为战略物资很难从国外买到。而我的第一艘国产航母002型航母是我国独立自主建造的。如果连航母上的钢材都无法解决,那么还谈什么自主制造。并且我国军工制造业发达,没有什么东西是我们做不出来的,要有足够的时间。

2003年的初春来自23个省的我国钢铁企业的230多名专家,就亲眼见证了我国第1块特种钢下线。2018年3月13号CCTV2特别节目《启航新时代》对我国航母所用的特种钢生产厂家辽宁鞍山钢铁公司进行了报道,报道中介绍了鞍钢生产航母用钢板、型材的一些方面,以及我国研制航母用钢的艰难过程。瓦良格号也就是辽宁舰的改造所需要的大部分钢材都是鞍钢提供。并且提供了002型航母约70%的航母特种钢材。

航母上所用的特种钢,最难制作也是科技含量最高的,应该当属于甲板上所用的特制钢材。甲板平时需要起飞降落舰载机,在战时需要抵御一定炮弹的攻击。这样,它的坚硬程度就可想而知了。同时,想把所用的特种钢材不能制作得太厚,太重。这是要考虑航母的整体重量。为了保持航母甲板的完整程度,需要尽量减少焊接接口。也就是在一定的范围内加航母的甲板板块尽量做宽做大。

航母用钢要求还是挺多的,首先耐腐蚀性要高,屈服强度在500Mpa至1000Mpa,抗拉强度越高越好,一般合金钢抗拉强度在1600Mpa左右,当然还有更高的,但是会出现单位体积重量增加,所以一般在考虑材料强度时也要考虑重量。

对于中国航母用的钢材有消息称是上海宝钢生产的特种钢材,小编对这消息很肯定,毕竟航母用钢量很大,完全靠进口不切实际,但是少数地方用进口材料也是合理的,并不是所有种类材料中国都能生产。

关于航母用的材料网上也都能百度到,但是任然会存在一定区别,就是在材料成份上,每种金属元素的含量是很影响材料的使用性能,基本可以说不同国家不同钢厂生产同一种材料其性能都存在差别。

对于宝钢,可以说是中国第一大钢厂,对于特种钢材的制造工艺应该是没得问题,性能上肯定能够满足航母用钢标准。对于特种钢材的生产工艺,基本可以分成几个大的步骤,铸造合成,热轧,成型。大的工艺基本和其他金属材料工艺差不多,但是由于材料成份不一样,工艺存在很多的细微区别,例如,杂质的控制,析出相含量控制,轧制温度等,往往这种细节上的控制就会决定材料的使用性能,从而也导致合金材料很难生产,基本很多钢厂都是不行的,中国也就宝钢和首钢可以吧,其他厂不太了解。

中国对于特种钢的需求量很大,基本全部军用了,民用基本不给,毕竟供不应求。特种钢的产量好像每年也才几十万到几百万顿不等,要看什么种类的材料。所以说呀,特种钢不像普通钢筋,不是那么简单就能生产。

除了合金钢,我国钛合金也取得不俗的成就。钛合金是一种用于建造先进战斗机的重要材料,全球还将战机钛合金含量的多少来评测一架战机的性能。我国歼-20就采用一次完整成型钛合金大框,能增加机身的寿命,达到世界最顶级水平。

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看到中国所取得的这些成就,很多人可能还不知道,此前我国在该领域处于严重落后阶段,大部分技术和设备都需要从国外高价引进,而且人家还不愿意卖。在这样的背景下,在国家的大力支持下,以及科研人员和广大劳动人民的付出与努力,才得以迅速发展。返回搜狐,查看更多

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