高强钢与国产航母

作者&投稿:席珠 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 我在上一篇《乌东德电站的800兆帕级高强钢意味着什么?》中,介绍了中国第四大、世界第七大水电站——乌东德水电站使用800兆帕级高强钢的相关情况。其实,高强钢的应用范围远不止水电站,其最主要的使用领域是军用舰船,特别是航母。在乌东德水电站800兆帕级高强钢招标采购的前期准备阶段,为了设置合适的投标人资格条件,吸引更多的潜在投标人参与投标竞争,对当时高强钢的国内外生产研制情况进行了广泛的市场调研,了解到了一些我国高强钢的研制发展的情况。

  有心人可能会记得,我国第一艘国产航空母舰——山东舰于2019年12月17日在海南三亚某军港交付海军。追溯一下首艘国产航母的建造里程碑:2013年11月开工,2015年3月开始坞内建造,2017年4月26日正式下水。可以看出,对于享誉世界的“中国制造”和“中国速度”而言,在已有将前苏联的“瓦良格”号航母改造成“辽宁号”航母的基础和经验上,这个建造速度并不耀眼。问题何在?我国要自建航母,必须要解决舰船制造、舰载机、动力系统、电子信息系统、高端材料和武器弹药等6个领域的问题,其中高端钢铁材料供应问题首当其冲,尤其是要解决耐海水腐蚀、防鱼雷攻击的无磁镍铬钛合金钢和用于航母舰体结构关键部位的甲板钢供应问题。当时,这些特殊钢只有美国和俄罗斯能够生产,并被视为重要的战略军事物资,美、俄两国从不向中国出口。

  建造航母所使用的特种钢条件十分苛刻,所要求的强度要远远高于普通军用船舶的钢强度要求,采用高强钢板可以减轻船体重量,增加抗弹能力。航空母舰需要的钢板品种规格繁多,一般可分为船体板、装甲板及结构板三大类。

 船体用钢板要求相对较低,基本上就是潜艇用的耐压板,屈服强度通常为450兆帕~550兆帕,钢板厚度为22~28毫米。船体的水下部分为了防止鱼雷与潜艇导弹的轰击,采用钢板厚度达150~203毫米。

  装甲钢板一般用在最为关键的核心部位。航母上有两个地方最重要,一个是指挥中心,这是航空母舰钢板最厚的部分,最厚达330毫米,有点类似坦克用的装甲钢板;另外一个地方是航母的动力系统。如果航母的机舱被破坏,那么航母就变成了挨打的活靶子,因此,机舱也要重点保护。重点保护的方式就是采用装甲钢板。

 航母用钢的最重要部分是结构用钢板。结构板主要用于飞机跑道、隔仓及船体结构等,尤其是飞机跑道,要求极高。首先,要求飞行甲板能够承受20~30吨舰载机起飞和降落过程中的强烈冲击和高摩擦力。其次,还要承受喷气式飞机发动机高达几千度尾焰的烘烤,还得低磁性等。因此,航母的结构一定要采用高强度合金钢。钢材的屈服强度一般要求在500~800兆帕,换算成我们熟悉的单位,大致是一厘米大小的地方要能够承受5000~8000公斤的冲击力。所以,建造飞行甲板钢材的屈服强度一般要达到800兆帕,这与乌东德电站所用的800兆帕级高强钢屈服强度是一样的。更重要的是,飞行甲板用钢材的板面越大越好,以尽量减少拼接焊缝,因此这样的钢板要使用尽可能宽的厚板轧机来轧制。总之,航母用的结构钢板要求高强度、小厚度、大面积、能够在恶劣环境中使用。

  正是由于建造航母所需高强钢的这些严苛要求,在我国不能生产这些钢材而从国外又不能采购到的年代,这就成了一个限制我国自行建造航母的瓶颈。于是,航母用钢被列入我国“十五”重点技术攻关项目。1985年以来,我国舰船材料研究部门和有关钢厂相继研制了屈服强度达390兆帕的907A钢、屈服强度为440兆帕的耐蚀高韧性含镍铬的945钢和屈服度达590兆帕的921A钢。长久以来,中国也没有5000毫米及以上的厚板轧机,所以,即使研究出了高强钢的炼制技术也无法生产出航母用的宽厚板,航母的建造也就无从谈起。

  我国第一台5000毫米宽厚板轧机于2004年6月在中国第二重型机械集团公司制造完成,2004年12月在宝钢一次热负荷试车成功,2005年3月开始投入生产。宝钢5000毫米轧机的研制成功并投产,对我国钢铁工业的发展及国防建设具有十分重要的意义,使我国具备了大宽厚、高强度材板的生产能力。宝钢和二重通过自主研发生产出来的这台5000毫米厚板轧机,虽然技术不是很先进,但毕竟是我国自己研制出来的,为我国自行制造航母立下了汗马功劳。现在,我国已有多家钢企能够承担军工用高强钢的生产,除了宝钢之外,还有鞍钢、武钢、南钢和舞钢等。其中,鞍钢建设的是比宝钢更大的5500毫米宽厚板轧机,它是目前世界最大规格的宽厚板轧机,能生产的钢板厚度最大可达400毫米,可用作航母、战列舰、坦克等武器装甲钢板。2009年7月10日上午11时08分,鞍钢鲅鱼圈新厂的核心设备——5500毫米宽厚板粗轧机热负荷试车成功。该轧机的成功制造,标志着我国完全能够生产出制造航母的特种钢材。随着鞍钢5500毫米轧机的建成,我国于2009年正式启动了航母建造程序。

  经过多年的努力,我国钢企终于研制出航母特种钢,探索出专门焊接等关键技术,使国产航母用钢在高强度、高韧性、耐蚀性、焊接性等综合性能上达到国际先进水平,消除了制约航母建造的一大技术障碍,大大加快了国产航母的研发进程。2013年8月,鞍钢完成了建造首艘国产航母所需的甲板钢、球扁钢等关键型号钢材的生产,为国产航母提供了70%的航母专用钢材。业内人士介绍,鞍钢甲板钢的整体技术指标与美国福特级航母使用的HSLA-115型特种钢不相上下,强度达到了690兆帕。自首艘国产航母山东舰于2017年4月26日下水以来,鞍钢、宝武、南钢等钢厂生产的航母用钢经受住了两年多海试的严格考验,证明了我国已经有自己成熟的高强钢生产技术,国产高强钢完全可以胜任航母的建造,我国也因此成为继美国、俄罗斯之后第三个可以自主研制和生产航母全部用钢的国家。

  中国当年买回俄罗斯的“瓦良格”号航母后,一直在大连海港呆着,好几年没有动静,原因是什么?原来就是我国没有航母钢材,用我们当时的国产钢板进行焊接,发现连接处强度根本不够,即使勉强修复改造,对“瓦良格”号整体防护性能也造成了很大的下降。

  在我国实现了航母高强钢的国产化后,对“瓦格良”号航母的修复改造也水到渠成,被改造成现在的“辽宁号”航母,舷号为“16”。

  船体结构的强度取决于两个因素:钢材和焊接。但是在焊接领域存在这样的悖论:随着钢的强度级别的提高,钢中合金元素增多,钢的碳当量和裂纹敏感性也随之大幅增加,钢铁焊接变得十分困难。如何实现高强度舰船用钢焊接一直是世界难题。中国在高强钢的制造中采用了稀土技术后,在“双纯净化”机制下,在焊条药皮中加入稀土硅铁、稀土氧化物等物质,可以对焊缝金属起着变质和净化的效果,显著减少焊缝金属组织、细化晶粒、增加针状铁素数量,达到提高焊接质量的效果。

 2017年4月26日,我国第一艘全部国产化的航母——山东号正式下水,舷号为“17”。这艘航母上的所有钢材均为我国自行生产。

  经过两年多海试的严格考验,我国第一艘国产航空母舰——山东舰于2019年12月17日在海南三亚某军港交付海军。


造航母甲板多难,钢材不好找
首先从原材料来说,现代航母飞行甲板钢材,属于特种钢材。对钢铁冶炼、加工、冲压的要求极高,全世界完全掌握航母钢材制造的国家,只有4个,也就是中、美、俄和英国。除了这4个国家外,其他国家想制造航母,必须需要从这4个国家进口钢材。比如印度说是制造国产航母,但俄罗斯钢材一断供,印度马上就陷入...

中国新航母钢板哪产的
据日本共同社援引加拿大军事最新一期《汉和防务评论》的报道,称中国即将开始建造的航空母舰的钢铁,是由中国上海的宝钢制造的特种钢。而宝钢公司建立时,日本曾经出资并提供技术。该杂志指出,中国首个国产航母将会在上海长兴造船厂制造,之所以选择在该厂建造,是因为比较方便从宝钢运输特种钢铁。

中国第一艘航空母舰改建成功得益于我国哪项发展的实施?
中国第一艘航空母舰改建成功得益于我国科学技术发展的实施、军事自主创新方案的实施、自力更生、以我为主新方针的实施。还得益于航空舰载机,电子预警机,预警飞机,电子工程,海洋工程,船舶工程的进步。

中国第二艘航空母舰的名称是什么中国第二艘航空母舰
2、中国人民解放军海军山东舰是中国首艘自主建造的国产航母,基于对前苏联库兹涅佐夫级航空母舰、中国辽宁号航空母舰的研究,由中国自行改进研发而成,是中国真正意义上的第一艘国产航空母舰。3、山东舰属于中型滑跃起飞常规动力航母,型号为001A,虽然外形和辽宁号比较接近的,在构型上保持了一致性都是采用...

印度国产航母已刷舷号?
而印度航母的传统还不止这一个,印度这艘国产航母有大动作,航母上的舰员每人拿着条毯子在甲板上练起了瑜伽。在航母上练瑜伽可以说是印度海军的传统活动,在维克拉玛蒂亚号航母以及前一艘维克兰特号上都进行过这种活动。除了船员们表演外,还会邀请到他们的家庭成员、当地官员和平民参与其中。从印度媒体...

为什么中国的钢材产量世界第一,特种钢材仍依赖进口?
全是那些吨钢利润达到粗钢的几百甚至几千倍的品种。近些年国内上了很多特种钢生产线,新闻上大肆宣传终于实现国产化云云,但是很少有新闻里详细说,这些生产线基本上都是合资的。比如车用钢板,基本上都是用的新日铁的技术。中国出原料、资金、人力还要承受污染,却只拿了一个小头。

印度海军总参谋长:2047年实现所有舰艇国产化,这具有哪些重大意义?_百度...
二,2047所有舰艇国产化不容易实现。众所周知,印度现在的造船业在世界的竞争力不是非常的强,甚至说是叫不上名号。印度军舰用的都是别的国家的产品。在艇用高强度钢、舰艇用燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机、核反应堆,AESA雷达、超视距雷达、其他波段火控雷达、卫星通信系统、卫星星座与导航系统、拖曳式...

中国核潜艇能下潜多少米
这些材料已被应用于中国第二代核潜艇093和094系列,以及第三代093B核潜艇上,并且其衍生产品也装备在了中国首艘航母辽宁号及后续国产航母上。西方评估认为,中国第二代和第三代核潜艇的最大作战潜深在300至350米之间,而据信第四代095核潜艇的潜深能力达到了450至500米,接近美俄现役核潜艇的水平。在...

国产航母下水啦,与俄航母有血缘关系吗
尽管数千上万吨的钢铁船体滑入水中时场面颇为壮观,但这种下水方式会对船体造成剧烈冲击,甚至可能对装舰设备构成损伤。而受部分船厂条件的限制,一些中小型舰艇还采用更特殊的侧滑下水方式,例如美国马里内特造船厂建造的“自由”级濒海战斗舰就采用这种激进的下水模式,水花四溅,极为壮观。不过对于航母这样...

中国航母花了多少钱
2022年至2040年左右我国(我人民海军服役)将陆续出现3到4个航空母舰战斗群(包括5-6艘航母)。以增加我国国防实力,及威慑力。中国现在正在建造两艘国产航母,但也是常规动力航母,而在2022年左右,建造第三艘国产航母,既有可能就是核动力航母,而瓦良格号不过是为了震慑南海诸国和为未来的核动力航母...

嘉黎县15026785195: 美国 HY——100特种钢 有什么好处? -
老秋舒达: 航母船体必须承受住9级以上风浪,目前最具有代表性的莫过于美国研制的HY-100特种钢,这种钢材被美国作为战略物资,不允许擅自出口.去年4月,印度启动国产航母项目,由于缺乏特种钢材,只能花高价从俄罗斯进口了456吨特种用钢,而整艘航母却需要约2万吨这样的钢材.HY-100也是一种含碳量低,铜沉淀强化钢,合金元素含量比HSLA-80的要高.这种新型钢种具有相应的强度和韧性,运用与HY-100钢焊接材料和工艺时,具有可焊性.

嘉黎县15026785195: 国产航母用的是哪几种钢材啊,是自己造的么?钢材屈服强度有多少啊?哪个钢厂生产的? -
老秋舒达: 关键在于甲板特种钢,既要强度高又要韧性好,既要耐腐蚀还要耐高温烧蚀. 目前宝钢可以生产此类刚才.至于舰体钢材没有太高的要求. 强度基本采取俄国和美国标准!!

嘉黎县15026785195: 国产航母航母用钢抗海水腐食吗 -
老秋舒达: 造船用钢当然都抗腐蚀,航母用钢和一般船用钢的区别应该是在强度方面,而不是是否耐腐蚀

嘉黎县15026785195: 航天航空常用的金属材料 是什么 -
老秋舒达: 航天航空常用的金属材料大多是合金,合金是以某一金属元素为基,添加一种以上金属元素或非金属元素(视性能要求而定),经冶炼、加工而成的材料. 比如,碳素钢、低合金钢和合金钢、高温合金、钛合金、铝合金、镁合金等.纯金属很少...

嘉黎县15026785195: 我国还没有造航母的技术!!!!!!!!!!!!!!我国造航母不是
老秋舒达: 老实说许多东西我们就是造不出来.当然里面也有制造成本和生产批量是否划算的因素在内.许多东西虽然简单,我们自己制造的就是达不到要求.比如普通的白铁皮.不过是镀锌的薄钢板.我国长期以来就是依靠进口.虽然现在我国钢产量绝对世界第一,但是许多是原材料(矿石和焦碳)依靠进口,炼好的钢胚再出口到美国.污染留在中国.因为钢铁工业是劳动密集和高污染工业,所以都转移到中国来了.我国虽然钢产量高,但是制造航空母舰的钢材未必能够自己生产.

嘉黎县15026785195: 中国能制造出无磁性的船用钢材吗 -
老秋舒达: 你说的是船用特种钢材吧,一般是高强钢材、耐磨钢材、抗腐蚀钢材以及其他少量特殊钢材等.其中大部分钢材都能生产,但是质量和寿命可能不如进口的,所以很多船厂仍然是使用进口居多,比如JFE高强钢材,Dillidur耐磨钢材,耐腐及无磁钢材等.具体你可以去特种钢材加工企业询问,像嘉定的法钢特种钢材等.

嘉黎县15026785195: 国产航母发动机哪产的 -
老秋舒达: 国产航母发动机是中国自己生产的,现在国产航母已经实现完全国产的动力,不过发动机技术最早是借鉴乌克兰的技术.

嘉黎县15026785195: HY80钢是碳钢还是合金钢? -
老秋舒达: HY80属于合金钢 高屈服钢!美国HY系列特种钢用于制造潜艇和航母飞行甲板.HY80的屈服度在800左右!哪个属于特种钢!化学成分要是知道了那还是什么秘密啊!中国早就弄出航空目见了!

嘉黎县15026785195: 从国产航母下水 看哪些中国制造从追赶者成为引领者 -
老秋舒达: 1、大飞机,现在3个国家能造(波音、空客、商飞).中国算是引领者2、轰炸机,现在三个国家能造(俄美中),中国算是引领者3、四代战斗机,现在三个国家能造(俄美中),中国算是引领者4、大型航母,现在3个国家能造(英美中),,中国算是引领者5、4万吨两栖舰,现在2个国家能造,有中国一个6、万吨大驱,现在2个国家能造,有中国一个

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