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用2200兆帕的钢造潜艇能下潜多深?

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

问题:现在中国能自己制造出航母用特种钢吗?

问题:用2200兆帕的钢造潜艇能下潜多深?

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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。

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首先来说,如果能容易焊接又便宜好用的话,那耐压壳采用屈服强度2200兆帕超级钢造出来的潜艇,其潜深肯定是肯定要比现在主流的核潜艇深的多。
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▲美国弗吉尼亚级采用屈服强度550兆帕的HY-80钢最大潜深300米。海狼级采用屈服强度690兆帕的HY-100钢最大潜深600米,那如果采用屈服强度2200兆帕的超级钢造耐压壳的话,潜艇潜深最少也可以超千米。

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。

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但问题在于宝钢所研制的这种2200Mpa超级钢,但底指的是什么特性?
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▲2017年该材料首次被大规模宣传,是因为当年顶级学术期刊《科学》杂志上对它的报道,该报道的原文称这种超级钢拥有2200Mpa的屈服强度和16%的均匀延伸率,同时成份简单可以用热轧、冷轧、热处理等常规工业工艺加工,如果这么看着的话这种“超级钢”明显是极好的,不仅屈服强度卓越而且加工简单、成本低廉。

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。

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但是在这篇文章之前,2006年3月由钢铁研究总院、结构材料研究所、先进钢铁材料技术国家工程研究中心等单位共同撰写的《2200Mpa超级高强度低合金钢的组织和力学性能》和2007年2月《镍含量对2200+MPa超级高强度钢力学性能的影响》中,对“超级钢”的主要力学特性都形容为“抗拉强度”。
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▲在《镍含量对2200+MPa超级高强度钢力学性能的影响》一文中明确提到:“低合金超级高强度钢在4130、4340、D-6ac和6150的含碳量依次递增,205℃回火后其抗拉强度分别为1550MPa、1980MPa、2000MPa和2050MPa,伸长率分别为11%、11%、8.9%、和1%,降低回火温度会使抗拉强度更好,当抗拉强度突破2000MPa,塑韧性明显下降,无法应用”……而本研究“拟将中低合金超高强度钢含碳控制在0.5%左右,采用真空感应冶炼、电渣重熔等先进冶炼技术,有效减少钢中的S、P杂质和O、N等气体含量,提高其韧性,同时通过选择合适的回火温度,控制韧性相-残留奥氏体在回火过程中的转变,达到较好的韧性配合,探索出强度为2200MPa级塑韧性较高、成本较低的中低合金超高强度钢。”

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这三张电视画面的截图,是我国特大型钢铁联合企业,辽宁省鞍山钢铁公司研制与生产航母用钢板、型材的画面,展示了我国工人阶级不畏艰难、勇于奉献、为国争光…研制航母用钢的艰辛历程!

所以宝钢的这种2200MPa的“超级钢”,很可能指的是抗拉强度,而不是潜艇必要的屈服强度,当然,也不排除在经过10余年的发展之后,宝钢将这种超级钢材的屈服特性提高的可能。

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。

我国大连船厂建造的17号航母顺利下水、试航,标志着我国重工业能力获得了极大的提升,已经可以非常顺畅的为航母建造提供任何的材料和零部件,构成了建造航母的“全生产链供应体系”(含舰载机)!这是世界上仅有的三个全生产供应链,是我国工业界的光荣!

其实现在潜艇用钢不一定非要用那种性能极致的钢材,就像前文中所说的那样,美国在冷战末期开发的海狼级用的是屈服强度690兆帕的HY-100,但是其后来研制的弗吉尼亚级就采用550兆帕的HY-80了,这是因为HY-80相对来说加工难度更低,成本也更便宜,所以在用合适的钢材去匹配合适的潜艇,这才是最好的选择。
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▲潜艇耐压壳的焊接一直是潜艇制造的难题,很多“超级钢材”在焊接时必须用惰性气体保护焊接,所以成本非常高,目前全世界除了俄罗斯利用前苏联遗产可以对潜艇分段整体焊接、整体探伤以外,还没有人能“烧钱”到这个地步。

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。

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不过我国核潜艇用不用这种2200Mpa的钢材,都不影响我国开发这种钢材的意义,毕竟我国能拥有这种2200MPa的“中低合金超高强度合金钢”,本身就已经是非常了不起的一件事,而且技术是相对发展的,未来也不排除我国在此基础上,可以开发出便宜、好用的高屈服强度合金钢的可能!

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”。

那么,具体到航母的基础材料:钢板和型材供应我们还是要略微详细的说一说,作为钢铁生产大国的我国,军用钢的研制与生产与其他军事大国相比没有太大的差别!舰船用钢板与型材“师从于苏联”,进入到1980年代后舰船用钢大部分参照美国军标生产,这样在舰船钢材的研制与生产上有迈上了一个台阶!对于航母用钢来说,掌握了生产潜艇耐压壳体钢材技术就掌握航母钢材的技术!因为核潜艇耐压壳体钢材是舰艇用钢材当中等级最高的,美军“尼米兹级航母”开始就是采用核潜艇的HY80钢建造的,只不过航母用钢材要比潜艇用材在“长宽厚”规格上要大的多,比如“尼米兹级”所使用的标准板每一快重量在15吨,这样大的标准板显然超过了所有核潜艇用标准板。

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我国近期研发成功了屈服强度为2200兆帕的先进钢材,可用于潜艇的建造等方面,目前,世界上顶尖的潜艇耐压壳用钢也才1100兆帕,我国的新兴超级钢材的屈服强度是其二倍,因此潜艇的下潜深度大大增加。

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。

20多吨重的歼15战斗机降落的时候,在重力加速度的作用下“拍力”极大!

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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。

那么航母为何需要这样大规格的钢板?原因是航母作为“海上机场”,舰载机需要频繁的起降,飞机再加上所携带的弹药、油料最大起飞重量都在近30吨的重量,返舰着陆的时候也有20吨以上,Duang的一下砸在甲板上力量极大!要想经受的住这样大的力量就需要钢板不但厚,而且又长又宽!这样才能减少钢板焊接量,提高飞行甲板的整体强度!

图为苍龙级潜艇结构图,实际上苍龙级的耐压艇体也不是一种钢材制造的。

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但是潜艇究竟能够下潜多深并不是看他使用的强度最大的钢材,而是看他耐压艇体上使用的钢材中屈服强度最小的那一个,毕竟潜艇的耐压艇体也不是用一种钢材制造的嘛,2200兆帕的钢材使用确实可以提高潜艇下潜深度,但是也不会逆天的高,木桶原理还是存在的。以日本的苍龙潜艇为例,他采用了NS110和NS80两种高强度钢材,其中大部分用的是NS80钢材。

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

世界上最先进的5500㎜长度轧辊“宽厚板轧机”,实实在在的大国重器!是我国在重型装备制造业的一座里程碑!

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那么,航母钢板的巨大规格也就要求生产航母钢板轧机的庞大!目前为止世界上可以制造5000mm轧辊长度轧机的国家仅:我国、日本、原苏联、法国(德国西门子)、美国,没有可以轧制5000㎜宽度钢板的轧机,想要建造航母是非常困难的,印度就是没有轧机也不能生产HY80等级的钢材,其航母建造只能进口俄罗斯的钢材…,所以要想在航母制造不受制于人,
只能通过自己的智慧再加上勤劳才能不让别人“卡脖子”!我国工人阶级历来是:有智慧、能吃苦、敢拼搏的优秀群体!在研制和生产航空母舰用钢材上,保质保量的完成了国家交给的任务!为我国航空母舰的发展做出来了自己的贡献!

图为我国海军039B潜艇,他上面使用的钢材屈服强度最大的为1000兆帕。

回答:

NS80钢材的屈服强度是780兆帕,但是日本之所以大量选择屈服强度略小的NS80主要还是因为NS110实在是不好加工。为了把这种高强度的钢材焊接到一起,需要研发先进的焊接技术,比如激光焊接、爆炸焊接等,但是这些焊接技术用起来成本高,对技术人员的要求很高,并不利于潜艇的规模化建造,与其追求极致的性能,倒不如把武器造成可以量产、有成本优势、经得起消耗的武器。

这个问题的答案只有一个:我国能自己制造出航母用特种钢材。国产第一艘航母002,根据我官方的说法是:我国独立自主建造的第一艘航母。如果我国连航母用特种钢都不能制造的话,那还谈什么“独立自主建造”?航母用特种钢,属于战略物资,只有少数几个国家能够制造,我国就是这“少数几个国家”之一。不用怀疑我国制造业的实力,假以时日,没有什么东西是我们造不出来的。
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实际上,我国早在2003年就已经具有生产这种航母用特种钢的能力了。2003年的初春,来自23个省的我国钢铁企业的230多位专家,就亲眼见证了我国第一块特种钢下线,横幅上写着“热烈庆祝我国舰用特种钢hsia_120型研制成功!”后来,加拿大《汉和防务评论》的报道称,中国即将开始建造的航空母舰用特种钢,由上海宝钢制造。《汉和防务评论》的报道是错的,是因为当时外界推测我国第一艘航母会在上海江南造船厂建造,便于运输,结果我们大连造船厂完成了这一建造工作。
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图为我国新钢材研发成功的论文。

2018年3月13日,CCTV2特别节目《启航新时代》对我国航母用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、型材的一些画面以及我国研制航母用钢的艰难过程。“瓦良格”号的续建、改造所需的部分钢材就由鞍钢提供,鞍钢还为国产第一艘航母提供了约70%的航母专用钢。根据报道,鞍钢产的航母用特种钢的屈服强度为690兆帕,完全符合航母用钢要求。
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而且先进的钢材研发成功后,一般也不是优先供应到潜艇这样的领域,用得上高强度钢材的地方很多,比如桥梁、铁路、机械、机车等涉及到国计民生的方方面面,如果把新研发的还未大量生产的钢材就用到不一定何时才能用上的潜艇上,确实也是一种浪费,也是不提倡的。应该优先保障经济社会发展的重点领域使用。

国产航母关键材料已经完全实现了100%国产化,包括航母甲板钢、球扁钢等关键型号钢材。根据报道,在2013年8月,鞍钢承建的首艘国产航母所需的甲板钢、球扁钢等关键型号钢材就已全部交付。甲板用特种钢就不用细说了,既要承受舰载机起飞、降落过程中产生的巨大冲击力、摩擦力,还要能够承受发动机尾焰的灼烧。球扁钢是由球状的头部、扁平的腹板组成的特殊型材,用做船舶的龙骨和加强筋,是建造大型战舰的关键材料。
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核潜艇、航母等海军战舰所用的特种钢与工业用特种钢在性能方面的要求有很大的差异。舰艇用特种钢需要的是综合性能,它的8大基本指标是不能有短板的,包括屈服强度、高韧性、抗爆性、焊接性能、耐腐蚀性能(海水)、抗疲劳性能、抗冲击能力等。换句话说就是,造潜艇、航母选用哪种钢材考虑的不只是屈服强度一个指标,并且也不是屈服强度越高越好,需要综合考量。
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高屈服强度钢材用途广泛,也不仅仅是军事领域,图为港珠澳大桥,他的拉索就要使用高屈服强度钢材。