瓦良格号航母曾被指是废铁,背后钢材技术难题如何突破?
那艘购自苏联的“瓦良格”号航母被拖至大连港之际,众口一词,皆言其为废铁一堆。船体锈迹斑斑,仿佛即将腐朽。然而,工人们将锈层除去后,众人皆惊愕不已:内部钢材,竟与新制无异,闪耀着光泽!
这艘船的钢铁部分在海中浸泡了长达十余年,却奇迹般地完好无损。更令人称奇的是,检测结果显示,该船的磁性几乎可以忽略不计。辽宁舰的舰长张峥随后发表了一番言论,令众人恍然大悟:苏联的钢铁制造技术,果然名不虚传。

此言之下,反映的是我国当时无法生产此类钢材的困境。在2005年,国家将这一艰巨的任务托付给了鞍钢集团,其中一位名叫周丹的女工程师挺身而出,勇敢地承担起了这一重任。
首当其冲的难题是这种对称球扁钢,它是航母龙骨的关键材料,相当于航母的骨架,对强度和韧性的要求极高。当时我国尚无法生产出这种钢材。周丹带领一支由几十人组成的团队,全身心投入实验室,日夜兼程地研究。

她们视“瓦良格”号上的钢材样本为至宝,细致入微地剖析其内部结构,试图逆向探究苏联人的制造工艺。试验初期,所轧制的钢材不是尺寸不符,就是强度不足,废品堆积如山,占据了半个仓库的空间。
周丹率领团队,经过无数次的配方调整和工艺调试。终于在2009年5月,成功研制出符合标准的球扁钢,这一成就比原定计划提前了三年。至此,辽宁舰的改造工程才真正有了坚实的基础。
“瓦良格”号,作为苏联“库兹涅佐夫”级航母的第二艘,于1985年12月在乌克兰的黑海造船厂启动建造。当时,苏联正与美国展开激烈竞争,力求打造一支强大的远洋海军。然而,当船舶建造至一半时,1991年苏联解体,造船厂资金链断裂,这艘庞大的军舰便被遗弃在船坞中,闲置了数年之久。

自1998年起,我国成功购得该地。到了2002年3月,经过重重困难,终于将该地运抵大连。途中,船上可拆卸的物品几乎全部被拆解,景象令人触目惊心。
航母的钢材到底有多牛?
首先,飞行甲板必须承受飞机尾焰高达上千摄氏度的温度;其次,它还需在零下数十度的海面上保持结构完整,不出现裂缝。
第二,舰体底部使用的钢板厚度介于150至230毫米之间,足以抵御鱼雷及导弹爆炸带来的冲击。
第三,对于整艘船的钢结构,其磁性必须极低,否则极易吸引磁性水雷的注意。
“瓦良格”号采用的是此类钢材,其舰底装备了高强度耐压钢,具备卓越的耐腐蚀性能。至于飞行甲板所用的钢材,更是集黑科技于一身,不仅强度与韧性俱佳,更能承受极端的高低温环境。尤为重要的是,苏联在冶炼过程中巧妙地加入了特殊合金,成功将钢材的磁性降至最低水平。

钢制龙骨的问题得以解决,然而接踵而至的是更为艰巨的挑战。2013年,我国下定决心自主建造首艘航母,即后来的山东舰。在这一项目中,所有所需的钢材均需自行生产,尤其是用于飞行甲板的钢材。
这种甲板钢材的制造难度远超球扁钢,它对钢板的尺寸有着极高的要求,单块钢板长度需达数十米,宽度超过五米,且绝对不能出现拼接痕迹。在那个时期,鞍钢能够生产的最大钢板,其尺寸仅能满足要求的四分之一。
周丹再次挺身而出。她携手团队与一重集团携手,共同研发出一款宽度达5.5米的轧机,被誉为“轧机之王”。凭借这台设备,我们得以生产出超大尺寸的钢板。
周丹的团队在研制优质甲板钢的过程中付出了诸多艰辛。她们不断优化钢水配方,添加稀有金属元素以增强其强度。在轧制过程中,钢板易出现裂缝,她们发明了利用高压水雾精确调节温度的方法。每一块钢板都必须经受上千次冲击试验,以模拟飞机降落时承受的巨大冲击力。

我国航母发展历程正是在这样的差距中开启的。那时候,全球能够制造航母所需钢材的国家寥寥无几,美国拥有HY-80和HY-100等先进材料,苏联的技术也不甘落后。而我国的技术储备,尚停留在潜艇钢材阶段,与它们相比,差距显而易见。
周丹生于60年代末,恰逢我国工业迅猛发展的时期。自幼对科学充满热爱,她在80年代成功考入一所顶尖理工大学,主修冶金专业。毕业后,她毫不犹豫地加入了鞍钢集团,从基础岗位的炼钢、轧钢工作做起,在高温车间里辛勤工作长达十几个小时。进入90年代,她被调至军工研究所,专攻船舶用钢材的研究领域。
在着手研发航母用钢材之前,她已成功领导团队掌握了潜艇耐压钢材的焊接技术,并将成品率从原本不足50%提升至90%以上,堪称技术领域的佼佼者。
2016年,喜讯终于传遍,我国鞍钢成功研制出完全达标的高性能航母甲板钢。该钢板单块宽度达5.5米,长度40米,其性能丝毫不逊色于国外同类产品。正是得益于这一突破,山东舰的建造工作得以顺畅推进。

周丹及其团队,将球扁钢升级为甲板钢,实现了我国航母钢材的自主研发,摆脱了对他人依赖的困境。此外,她们还成功研发了相应的焊接技术,攻克了大型钢板拼接的难题。正是由于这些卓越贡献,周丹荣获了众多国家级大奖。
目前,全球范围内,仅有五个国家具备独立生产航母甲板钢的能力,而中国凭借不懈努力,成功跻身其中。与美国相比,我国在钢材技术领域仍存在一定差距,尤其在焊接效率以及钢材轻量化方面。然而,鞍钢与宝钢的专家团队正持续奋斗,新一代钢材的研发工作正稳步推进中。
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