美国造价51亿的“康涅狄格号”核攻击潜艇一半钢材不合格

造价51亿美元的美国康涅狄格号核攻击潜艇（SSN-22）因“撞击海底山脉”导致其声纳舱和压载水箱受损，面临报废。 紧接着，又有一家钢厂被起诉：他们向海军造船厂提供的钢材有一半存在检验数据造假的情况。 检查员伊莱恩·玛丽·托马斯承认欺诈罪，因为她从1985年到2017年期间至少进行了240次伪造。潜艇钢材检验报告将钢材强度和韧性测试结果伪造为“通过”。

美军核潜艇所用钢材一半失效

有趣的是，托马斯是一位冶金专家。 她认为，海军要求在“负100华氏度”（-73.3°C）下测试钢材的韧性是“愚蠢的”，因为“这样的低温在自然界中几乎不存在”。

稍微了解一点地理的朋友应该知道，我们星球上最冷的地区是南极和北极。 南极有些地方的温度可以低至-100℃，但它们是南极内陆的高海拔地区，潜艇无法到达。 冬季北冰洋最低气温可达-50℃以下，北极冰面最低低于-70℃，冰下海水一般不低于-1.5℃。 潜艇潜入冰下，如此看来，美国海军的检查标准过于苛刻。

潜艇在北冰洋冰层下航行

为什么潜艇钢测试在 -100°F 下进行？ 这是因为钢在低温下会发生一种称为“冷脆”的物理现象。 当达到一定温度时，其韧性会急剧下降，一碰就会断裂。

美国核潜艇大多采用HY-80合金钢。 “海狼”级快速攻击核潜艇采用HY-100钢材。 这些是具有高硬度和高屈服强度的低合金钢。 据说“海狼”号可以下潜至610米。 深水狩猎苏联战略核潜艇。

就像同一枚硬币的两面一样，钢的硬度和屈服强度越高，其韧性和脆性就越差。 某些类型的钢在达到一定低温时会变得更硬且更容易断裂。 潜艇的排水量往往达数千吨。 它是由许多钢板经过弯曲和焊接而成。 这种钢板的焊接性能较差，焊缝在低温下更容易断裂。

俄罗斯潜艇从冰层中浮出水面

在对苏作战中，北冰洋是不可避免的战场。 因此，钢的低温冷脆性指标必须合格。 否则，一旦撞上冰山，就会漏水或解体，造成沉船、人员伤亡的悲剧。

材料韧性测试

测量钢材韧性的常用方法是冲击试验：将钢材制成规定尺寸的试验样品，固定在砧座上，然后用重锤敲击摆锤的下端。 如果样品不吸收锤子的能量，则摆锤终点位置角与其起始位置角相同，表明样品韧性为0； 不同的端角可以转化为不同的韧性程度，表明样品从重物中吸收了相应的能量。

钢在低温下会变脆

为什么钢在冷时会变脆？ 这是很多从事冶金的人终生头疼的问题，因为造成钢材冷脆的原因实在是太多了。 钢材的化学成分、金相组织、晶粒度、冶炼方法、热处理工艺等都可能导致其在一定温度下变得像玻璃一样，几乎不可能包罗万象，用一张“完美”的钢板来创造一个完美的。 产品。

钢是在铁中添加一定比例的碳而制成的合金。 高碳钢更硬、更脆。 当温度降至-50°C时，某些碳钢会变得脆弱。 在钢中添加一定比例的镍、锰等元素，可以调整钢在低温下的性能，但也可能意味着它在常温下会变成你不想要的东西。

钢铁是妥协的艺术品

从微观角度看，钢铁制造过程中的所有因素都会影响钢内部原子的排列方式，而原子的排列方式才是其在常温和低温下性能的真正原因。

固体金属是晶体。 当钢晶体原子排列成体心立方形状时，更容易产生低温脆性。 晶体原子呈面心立方形状排列的钢称为奥氏体，基本上不因温度降低而发生变化。 脆。 但面心立方金属较软，不适合建造潜艇。

马氏体晶体结构更容易受到温度影响

奥氏体钢快速淬火会形成马氏体，原子重新排列成体心立方结构。 由于原子之间形成不规则的滑移面，马氏体变得又硬又脆。 并且随着温度降低，原子的热运动减弱，晶体位错运动能力进一步降低，因此材料变得更硬。 我们之前说过，材料的硬度与韧性相反，所以马氏体钢在一定的低温下会变脆。

对于需要下潜较深的潜艇来说，水下压力非常高。 船体每平方米承受数百吨的压力。 如果钢材强度不够，很容易被压碎。 因此，建造潜艇需要高强度钢材。 高强度钢在低温下容易变脆，因此在制造过程中，钢在极低温下的韧性就成为极其重要的考核指标。

冰山对潜艇构成威胁

美国核潜艇一向以“高标准”为荣，这也是他们几十年来在世界海洋上炫耀威力的资本和底气：我能跑得更快、潜得更深、打得更远，因为我技术比别人强。你。 有了装备和更好的钢材，我就能去到你去不了的地方。 你若与我作对，只会挨打。

建造中的弗吉尼亚级潜艇新墨西哥号

然而，现在我突然发现，我的潜艇各项指标远远没有达到之前宣传的“高标准”。 几十年来在海洋中猖獗的并不是“海狼”，而只是几只一戳就能折断的“海狗”。 我实在是捂不住脸了！

#美国核潜艇钢赝品#