辽宁号航空母舰所用钢的几个特点，磁力依然为零

建造一艘航母并不像建造一艘油轮那么简单。 别说是舰载机、弹射器等等，首先是，你有没有造船的基础材料——航母钢！ 由于航母的特殊性，其钢材也有许多特殊要求，如耐海水腐蚀、抗磁、耐高温、高强度、韧性和良好的焊接性能等。

几年前，前苏联未完工的“瓦良格”号航母被我国当作垃圾从乌克兰买回来。 这艘航母在来到中国之前，已经很多年没有进行防锈处理了。 运到中国后，在大连被随意丢弃三年，没有任何油漆。 不过“瓦良格”号表面基本完好，没有出现腐蚀现象。

经过测试发现，“瓦良格”号所用的钢材天然耐海水腐蚀，而且基本是绝缘的。 这么多年过去了，磁力依然为零！ 当时一位接触过“瓦良格”号的专家曾感叹：“苏联依然强大，主要人民基础也好。苏联留下的财富，即使中国20年赶上来”几年来很难全面超越，特别是基础工业水平，严重制约了军事装备的发展。”

“辽宁”号航母已改装喷漆

我们先来说说航母用钢的几个特点：

1.耐海水腐蚀

海水对船舶底部的腐蚀性特别强，会严重影响船舶的航速和防护能力。 因此，建造一般民用和军用船舶所用钢材要求具有较强的耐海水腐蚀能力。 由于航母的作战环境较为恶劣，维护时间较长，因此要求所使用的钢板具有更强的耐海水腐蚀能力。 由于我国钢铁生产技术的限制，我们制造船舶所用的钢材耐海水腐蚀能力较差。 因此，我们的军舰必须涂上一层特殊的防锈漆。 而且，每隔三四年，就要到码头进行一次大修，清理船只。 底部附件重新涂上防锈漆。 微信公众号机械工程师

2. 防磁

一般来说，钢具有一定程度的磁性。 由于地球本身有磁场，一般低磁钢制成的船舶在使用一段时间后，会被地球磁场磁化，产生磁力。 磁力对于军舰来说是非常不利的。 因为很容易被敌方磁力探测器探测到或者被敌方磁力地雷等武器攻击。 因此，对于军舰用钢来说，磁力越小越好。 由于我们用来制造军舰的钢材抗磁性能较差，所以我们的军舰通常需要在三四年后返回码头进行​​反向消磁。 不过这样的维护处理对于航母这样的庞然大物来说实在是太麻烦了。

3、耐高温、耐冲击

飞机在陆地上起飞时，一般需要三公里以上的跑道，至少一两公里，用于助跑和起飞。 在航空母舰上，飞机必须在一两百米内完成滑行、起飞和从静止状态腾空的过程。 除了有弹射装置辅助之外，这还要求飞机本身具有强大的推力。 当飞机动力充足起飞时，发动机喷出的火焰可达数千度，足以熔化普通钢铁制成的甲板！ 一般来说，每架舰载机的重量约为三十吨。 登陆船上时，甲板受到的冲击力极高。 因此，对甲板的抗冲击、抗扭曲的要求非常高。 如果甲板钢材不达标，着陆飞机很可能会通过拦阻索将飞行甲板掀起。 此外，航母甲板还必须具有较强的抵御敌方穿甲弹攻击的能力。 因此，航母甲板所用钢材非常有讲究。 微信公众号机械工程师

4、高强度、高韧性

建造航母所用的特种钢，其强度要求远高于普通军舰的钢材强度要求。 采用高强度钢板可以减轻车体重量，增加其防弹能力。 尤其是飞行甲板的钢材更需要精炼，因为它要承受舰载机起飞时的高温和摩擦。 因此，航母舰体必须采用高强度合金钢。

船用特种钢的屈服强度一般用MPa（兆帕）表示。 油轮、散货船、集装箱船等民用船舶用钢在250兆帕左右，而普通军用船舶用钢则在300兆帕以下。

航母和潜艇用钢，特别是航母飞行甲板用钢，一般要求850MPa以上。 换算成大家熟悉的单位，大约一厘米应该能够承受5000到8000公斤的冲击力。 你看，这钢材的抗压能力有多强。

大型航空母舰需要的钢板种类繁多。 建造一艘7.5万吨级的大型航母，需要4万多吨各种特殊品种厚钢板，一般可分为船体板、装甲板和结构板三大类。 微信公众号机械工程师

我们来看看航母不同部位的钢材需求。

1、船体用钢板

要求相对较低。 它基本上是潜艇的耐压板。 屈服强度通常为450MPa和550MPa，钢板厚度为22～28mm。 为了防止鱼雷和潜艇导弹的轰击，船体水下部分由厚度为150至203毫米的钢板制成。

也有双层或三层船体的。 当外部钢板被击穿时，还有一层保护层，增强了航母的抗打击能力。 此前的航母还在易损部位使用了附加装甲板，以抵御各种意外攻击。 航空母舰所需的另一种钢材是装甲钢板。

2、铠装钢板

一般用在最关键的核心部位。 航母上有两个最重要的地方。 一是指挥中心。 指挥中心是航母钢板最厚的部分，最大厚度达到330毫米，有点类似于坦克用的装甲钢板； 另一个是航母的动力系统。

如果航母的机舱受损，航母就会成为活靶子。 因此，机舱也必须受到保护。 防护的关键方法是采用铠装钢板。 另外，堡垒等地方也必须有防弹装甲板防护。 航母用钢最重要的部分是结构钢板。

3.结构板

主要用于飞机跑道、舱室和船体结构，特别是飞机跑道，要求极高。 首先，要求飞行甲板能够承受20至30吨级舰载机起降的重度冲击。 其次，它们必须能够承受喷气式飞机高达数千度的火焰。 因此，飞行甲板的屈服强度一般达到800MPa。

另外，飞行甲板的厚度不宜太厚，一般为40～50毫米，不平整度必须小于5毫米/米，否则会影响飞机起降质量。 更重要的是，飞行甲板越大越好，并且应尽量减少焊缝。 总而言之，航空结构钢板要求强度高、厚度小、面积大、能够在恶劣环境下使用。

世界航空母舰用钢概况：

目前，世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯等少数国家能够制造航母和潜艇用钢。 其中，质量最好的产品来自美国。

美国制造航母飞行甲板所用钢材的屈服强度一般在850兆帕左右。 他们现已开发出两个系列的特殊钢。

一是HY系列特殊钢

HY-80是一种镍铬和钛添加合金钢，屈服强度约为800兆帕。 是制造航空母舰或核潜艇的最佳钢材。

用这种钢制成的潜艇可以下潜到2000米。 随后美国在HY-80钢的基础上又研制出了屈服强度不低于686MPa的HY-100钢。 与HY-80相比，提高了钢材的耐蚀性和强度，提高了焊接性、成形性和切削加工性等，也是目前美国海军航母重要部件的主要材料。

另一种是HSLA型钢

HSLA-80钢是美国20世纪80年代研制成功的一种新型高强度、高韧性结构钢。 该型钢已部分或完全替代HY-80钢用于建造大型水面舰艇，如驱逐舰、巡洋舰和航空母舰。 尼米兹级核动力航空母舰的一些结构就使用了这种钢材。

HSLA-100钢是美国开发的用于新建航母壳体和先进攻击核潜艇（非耐压壳体）的钢材。 HSLA-100是一种低碳含量、铜沉淀强化钢，其合金元素含量比HSLA-80更高，屈服强度约为690 MPa。 其性能已达到HY-100钢的水平，板厚可达100毫米。

第一份 HSLA-100 钢订单是为核动力航空母舰斯坦尼斯号 (CVN-74) 提供的。 由于采用了尖端的低合金技术，此类钢板具有超强的硬度和非常小的重量，因此建筑构件非常轻，成本也非常低。

采用HSLA-100等特殊钢材建造的福特级航母整体重量大大减轻，建造成本也节省不少。 如果这种特种钢用在航空母舰的船体壳体上，可以比传统高强度钢建造的船体壳体更薄、更轻，同时提供相同或更长的使用寿命。

美国海军原计划使用HSLA-100钢作为CVN-78号航母的飞行甲板钢。 为了减轻重量，经过研究开发了HSLA-115钢。 其屈服强度达到800兆帕，不仅可以降低航母的重心，还可以大幅减少飞行甲板的厚度，从而减轻航母的重量。

此外，美国海军建筑冶金学家和日本造船专家正在合作开发高强度合金钢焊接新技术。 这项技术将大大降低使用高强钢建造航母带来的成本增加。 可以想象，利用这些新技术手段建造的美国航母将会更加强大、更加强大。

俄罗斯AK系列镍铬钛合金钢的屈服强度是世界上最高的，可达1000MPa。 除了用于建造航母外，还用于建造需要深潜的核潜艇。

法国生产的“软钢”屈服强度约为550MPa。 英国无敌级航母使用的是法国软钢。 但由于此类材料的屈服强度较低，一般仅用于制造小型垂直起降或直升机母舰。 讽刺的是，法国自己的“戴高乐”号航母使用的是美国HY-80钢材。

日本生产的特殊合金钢的屈服强度基本在450MPa左右。 日本潜艇和二硒攻击舰均使用该国生产的特种钢。 微信公众号机械工程师

我国特钢生产现状：

中国这几年没有对瓦良格号进行改造。 特殊钢是一个很大的原因。 直到从俄罗斯进口特殊钢后，改造计划才得以实施。

我国工业经过这几年的发展，现在进口特钢的总品种和数量正在逐年减少，而国内特钢的研发和生产水平也在不断提高。 但低附加值普通钢材产能严重过剩。 钢铁行业面临痛苦的转型期。