小鲸谈超级钢的炼成过程，你知道吗？

前言

我之前的核潜艇视频留下了一个坑，就是中国现在已经能够生产出屈服强度达到2200兆帕的超级钢。

我发现很多人在评论下留言要求我谈谈这件事。 本期小鲸鱼就来和大家聊聊这个超级钢铁。

炼钢过程

首先，我们先来了解一下钢铁是如何炼成的。

钢的精炼一般分为以下步骤：

首先我们要有原材料，是的，就是铁矿石和煤炭。

但由于国内铁矿石品位低等原因，简单来说，我国铁矿石资源虽多，但丰富的矿石资源却很少。 因此，中国铁矿石长期依赖进口。

原料有了，就可以开始生产，主要经过烧结、炼铁、炼钢、轧钢四个工序。

他们到底是做什么的？

我们将铁矿石与适量的燃料和助溶剂混合，加入适量的水，然后经过一系列的物理和化学反应，将其变成烧结矿和焦炭。 这个过程就是烧结

然后将它们放入高炉中进行化学反应以制造铁，将其变成铁水。 铁水出来后要经过转炉熔炼、吹氧、除碳、还原等操作。

将碳制造到一定程度，然后进行精炼，调整成分，就成为钢。 连铸后，钢水成为钢坯，钢坯被热轧成热轧产品，热轧产品被冷轧成冷轧产品。

此时得到的钢材还是半成品，必须经过轧钢工序才能成为合格的钢材，这就需要轧钢机。

就像我们擀面时用的擀面杖一样，面团需要不断的挤压，使其变得越来越薄。 对于轧机来说也是如此。

其目的与其他压力加工相同。 一方面是获得所需形状，如钢板、带钢、线材及各类钢材。 另一方面是提高钢材的内在质量，比如我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢等。

超级钢

那么什么是超级钢呢？

采用五倍以上的压力进行滚压，然后快速冷却并控制温度而制成。

这种钢材的组织结构非常细腻，只有1微米，是普通钢材的1/10到1/20，但却极其坚固，充满韧性。

说起来容易做起来难，开发过程中的艰辛不是三言两语可以形容的。

目前我国生产的超级钢强度高达2200兆帕，超过美国、德国、日本等国家的1100兆帕，性能直接提升200%。

2200兆帕是什么概念？

1 MPa 相当于拇指指甲上 10 公斤的重量，因此 2200 MPa 相当于 22 吨的重量。 如果按照一头8吨重的大象来计算，可以容纳近三头大象。

而且它的性能超过了钛合金，应用领域也比钛合金广泛得多，成本也低得多。

例如，建造航空母舰所用的特种钢材，其强度要求远高于普通军舰的钢材强度要求。

使用高强度钢板有什么好处？

简单来说，就是可以减轻车体重量，增加防弹能力。

尤其是飞行甲板的钢材要求极高。 不仅要能承受20吨至30吨舰载机起降的猛烈冲击，还要能承受喷气式飞机数千度火焰的烘烤。

如果钢材不达标，舰载机着舰时，甲板可能会被拦阻索掀起。 另外，飞行甲板的厚度也不宜太厚。 太厚会影响飞机起降质量。

更重要的是，飞行甲板的钢板表面应尽可能大，同时尽量减少焊缝。 因为我们焊接的次数越多，在面对战机的强烈冲击时，就越容易出现质量问题，比如开裂、断裂等严重事故。

因此，飞行甲板一般采用高强度钛合金钢，钢材的屈服强度一般达到800MPa。

而如果采用2200兆帕超级钢，就意味着可以搭载更多的舰载机，航母的能力也会更大。 毫不夸张地说，目前2200兆帕级超级钢只有中国才能生产，日本还在实验室里研发。

国内钢铁发展

对于工业领域来说，无论多么好的创意，无论设计多么出色，到了制造阶段，都离不开工艺和材料。

钢铁作为工业最基本的材料，是应用最广泛、覆盖面积最大的关键材料。 比如高铁、汽车、建筑、桥梁，还有很多大国的重要武器，比如航母、核潜艇等。

例如，2020年11月10日，中国研制的万米载人潜水器“奋斗”号在马里亚纳海沟成功下潜1万米至10909米，创造了中国乃至世界载人潜水器的先河。 深潜新纪录。

它采用我国自主研发的高强度钛合金钢，足以应对深海的高压和冲击。 这种钢的屈服强度是多少？

这里我还没有查到小鲸鱼的具体数值，不过可以用之前下潜7000多米的蛟龙来算一下。

根据中国船舶工业725院此前的论文显示，蛟龙号太空舱所用钛合金的屈服强度达到了820兆帕，所以能够达到万米深度的奋斗者号必须大于这个值。

毕竟我们做科普的时候还是应该严谨一些！

特殊钢是钢铁领域的核心技术。 我们在这一领域取得了长足的进步，2200兆帕超级钢一举领先世界。

它的出现不仅每年可以节省大量开支，而且比普通钢材轻30%。 它不仅在工业领域至关重要，而且在军事领域也被认为是战略级材料。

启示

最后，小鲸鱼想说：

1891年至1893年，两广总督张之洞在汉阳创办汉阳钢铁厂。 它所生产的钢材品质一直传承至今，并被西方人视为东方巨人觉醒的象征。

1937年，中日战争爆发。 当年日本的钢铁产量为580万吨，而中国只有4万吨。 是的，连其他人的零头都不到。

战争时期的钢铁产量是检验一个国家军事实力的硬标准。 你可以想象，在工业化的日本和农业化的中国之间长达14年的抗战中，我们付出了多少代价！

1949年，旧中国共生产钢材760万吨，其中600万吨是日本占领我国时期在中国土地上修建的工厂生产的。

现在，预计2020年中国粗钢产量将首次突破10亿吨。可以说，中国现在已经是钢铁生产第一大国了。

如果再加上高科技的加持，在工业材料这个最重要的领域自然领先世界。

小鲸鱼不是在吹牛。 综上所述，我国物质落后仍然是普遍现象，但在很多领域，我们确实取得了很大的进步，有些领域值得世界赞扬。