航母用钢有多特殊？我国建造航母的特种钢从何而来？
说起航母，大家可能更关注的是舰载机，大家知道，舰载机的安全起降与航母甲板所用的材料息息相关。
甲板不仅要承载数十架舰载机，还必须耐冲击、耐腐蚀、耐高温，这就对航母甲板用钢提出了非常严格的要求。事实上，不但甲板用钢如此，航母舰体用钢也同样如此。
所以当年锈迹斑斑的瓦良格号被送往我国时，由于我们没有生产这种特种钢的冶炼技术，所以无法对其进行改造，再加上能生产出高品质特种钢的美国、俄罗斯也没有向我国出口。
大家可能会疑惑：航母所用的钢材到底有多特殊？我国建造航母所用的特殊钢材来自哪里？
特殊钢
说到特种钢，就不得不提瓦良格号。
其实我国刚开始采购的时候，很多人都不看好它，它运到我国之后，在大连港停留了好几年。
在这期间它没有任何动静，而对于未来有何用途，官方也没有给出具体答案。
有人猜测，瓦良格号肯定会被“肢解”，因为如果要研究它，拆开它是了解其整体结构最便捷的办法。
也有人认为，我们当时之所以无法修复，一方面是综合技术不到位，更重要的是我国的炼钢技术不够好，无法生产出修复所需的特种钢。
后一种说法比较客观，航母建造涉及很多关键技术和难题，不管我们怎么想走捷径，都绕不过去，必须解决，特殊钢是当时比较难攻克的难题。
该型航母专用钢材必须能够抵抗海水的腐蚀，否则舰船的防护能力将大大降低。
第二，要具有抗磁化性能，军舰在海上航行时，会受到地球磁场的影响，容易被磁化。
一般来说，各国军舰使用三四年之后，都会在维修时进行消磁，以延长使用寿命。
同时，甲板所用的钢材必须能够承受舰载机起飞产生的压力和高温。
但当时我国生产的钢材，在抗腐蚀、抗磁化等方面还不能满足“瓦良格”号修复和继续建造的要求，但我们不能以次充好，自欺欺人，该怎么办呢？
当时，只有美国和俄罗斯能够生产高质量的航母专用钢，俄罗斯的AK系列和美国的HY系列都是最佳选择，但专用钢是军工关键材料，美俄两国并不出口。
但法国、英国、日本的特种钢性能与美、俄相比仍有较大差距，尤其是法国，至今仍在使用美国特种钢建造航空母舰。
没有其他供应来源，只能自给自足。鞍钢于是开始进行研发。
例如，瓦良格号改造需要数百吨对称球扁钢，鞍钢团队进行了针对性的研发。
2008年，鞍钢研发团队经过多次尝试、反复实验，终于找到了锻造这种特种钢的方法。
即在锻造时，操作人员需将其一端固定在热处理架上，以防止变形。次年5月，鞍钢为瓦良格号（又名辽宁号）改造成功交付了200吨对称球扁钢。
此外，航空母舰甲板所用的钢材不仅要克服巨大的冲击力和高温，还要能抵御穿甲弹的袭击。
同时钢板应尽量完整，没有过多的焊缝。
经过调研，团队确定甲板钢的关键是轧机，于是与第一重型合作，先生产出符合要求的超宽轧机，然后再生产甲板钢。
要知道，这个团队仅用了一年半的时间，就完成了航母专用钢的自主研发，这堪称我国航母建造史上的一个奇迹，而且，这个时间，是美国和俄罗斯时间的一半。
正是因为这种特殊钢材的研发成功，才使得我国航空母舰的改造速度得到了很大的提升，也为后续山东舰的建造奠定了良好的基础。
国内特殊钢产量
其实，除了飞机、轮船以外，我们日常生活中的很多小玩意也都用到了特种钢，比如剃须刀、圆珠笔等等，它们有着不同的性能。
美国HSLA-80钢的生产工艺与我国A710相似。
对于HSLA-110钢，鞍钢研发团队还对其生产、金相组织和性能进行了试验研究，确认在现有条件下，我国也可以生产该类型钢。
众所周知，特殊钢产量是衡量一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。
我国是钢铁产能和消费大国，但由于“高端”技术存在“瓶颈”问题，我国钢企转型缓慢，高附加值钢材迟迟未能进入市场。
那么，我们的国产特殊钢是如何克服困难、取得丰硕成果的呢？
以圆珠笔为例，很多80后都听说过，过去我国无法生产圆珠笔笔尖用的钢材，长期依赖日本进口。
如今，这个问题已经解决了。如果你还年轻，没有听说过，你可能会感到惊讶：我们可以造出高端飞机和导弹，把宇宙飞船送上太空也不成问题，我们怎么可能征服不了一根小小的笔尖呢？
圆珠笔的笔尖由球珠和球座两部分组成，球珠的主要原料是碳化钨，我国可大批量生产，并大量出口。
关键就在于球座，专业术语里又称之为“笔钢”，我国当时的生产技术，尚不具备独立生产的能力。
这个小座椅共有20多道制作工序，顶部内孔直径要求控制在0.3到0.4毫米之间。
此外，其表面粗糙度及内部导墨槽的加工精度要求均为微米级。
后来，我们的研发团队不断加大科研力度，终于通过在钢铁制造过程中添加环保无害的锡元素，突破了“笔尖问题”。
这里，我们也应该看到，我国国产特钢还有进一步发展的空间，毕竟我们进入该领域比较晚，进入市场肯定会面临难以被认可的问题。
所以我们的产品必须和市场深度结合。
虽然军用材料占很大比重，但民用特钢技术绝对是未来的发展方向，只有尽快掌握核心技术，才能避免受制于人。
美国航空母舰的钢材使用情况
说完了我国航母所用的钢材，我们再来说说美国航母结构所用的钢材，看看能从中得到什么启发，毕竟建造一艘航母是昂贵的，其材料和人工成本是其最基本的开支。
航母的主要原材料是特种钢材，在不同类型的航母建造中，材料配套体系必须包括材料的研发、配套材料的采购、建造过程中切割、焊接工艺的改进等。
比如舰体外壳、各层甲板以及上层建筑等都是由钢材制成的，为了减轻航母整体的重量，钢材使用肯定会考虑适当减小钢板厚度，减少用钢量。
即使只采用高强度结构钢，一艘拥有数十万个零部件的航空母舰的用钢量依然是惊人的。
据专业人士测算，一艘航母主体的用钢量约占全舰满载排水量的50%，例如英国“伊丽莎白女王”级航母，满载排水量6.5万吨，仅原材料钢材就采购了4万吨。
以散货船、邮轮为例，一艘载重量28万吨的邮轮，其主船体结构用钢量最高可达4万吨。
可见，在大型船舶的建造中，船体结构钢确实是重要的基础，为此，就很容易理解为什么各国不断加大投入，进行自主研发。
然而，由于通货膨胀和材料成本等因素，材料价格往往会超出预算。
美国的尼米兹级、福特级以及法国的戴高乐级航母也出现过类似问题。
更何况，随着航母作战性能的提升，很多高性能的材料和设备也不断被运用在其中。
例如，上世纪90年代，美国的HY系列特种钢已是全球质量最高的航空母舰专用钢，如今美国又开发出不同屈服强度等级的HSLA系列钢，使其能够更好地抵御海上风暴。
如果材料技术和生产工艺能够有快速进步，比如特种钢等材料能够大规模国产化，那么航母的成本肯定会大幅下降。
例如，HSLA系列钢是低碳、铜沉淀强化钢，具有更好的耐腐蚀性能和降低的淬硬性，因此焊接时只需低温预热。
与需要高温预热的HY系列相比，施工难度会降低，在提高焊接效率和质量的同时，大大降低应用成本。
HSLA-115被纳入美国“福特”级航空母舰的原材料采购并得到推广应用，也证明了其优越的性能。
顺便说一下，由于采用了HSLA-65钢材，由于钢材厚度较薄，“福特”号在建造过程中的弯曲程度比预想的要大，焊接工作完成后，工人们还要对变形的部位进行火焰矫正。
通过美国航母使用的结构钢可以看出，美国海军对HSLA系列钢材的发展，离不开高水平的冶炼技术、世界领先的焊接材料和技术。
此外，俄罗斯、英国也十分重视航母用钢的研发，俄罗斯的AK系列钢可满足航母不同结构和性能的要求。
20世纪50至60年代，英国还仿制了美国的HY系列钢材，以降低航空母舰的建造成本。
不可否认，我国在特殊钢研发方面取得了长足的进步，但对于一些新型特殊钢而言，从研发到使用整个过程中对焊接材料的匹配要求可能大于其自身研发的难度。
焊接材料的匹配是一个成本高昂并且在各种严酷环境下不断改进的实验。
客观地说，HSLA系列钢材在焊接性能上确实优于其他钢材，但与普通碳钢相比，其焊接难度还是要大得多。
这对参与航母建造的焊接队伍的技术、经验和管理的要求比民用船舶更高。
结论
客观来说，我国国产特钢在航母应用上已初显成效，但在很多细分领域与西方大公司还存在技术差距。
虽然我们有后发优势，但追赶不能操之过急，不可能一蹴而就，现在鞍钢等企业已经在很多“瓶颈”领域率先取得了突破。
因此，我们唯有脚踏实地、一步一个脚印，才能开创我国国产特钢美好的未来。
转载请注明出处：https://www.twgcw.com/gczx/60417.html