中国核潜艇最大潜深不及日本常规潜艇：钢材强度，成制约性能关键

图片：091核导弹是中国第一代核导弹。 由于钢材硬度有限，其最大工作深度不会低于350米

在潜艇的研制中，最好的钢材将用于高端导弹。 因为要承受来自水下的巨大压力，所以对整体结构硬度的要求是海上海军无法比拟的。 例如，现代潜艇首先使用的高强高韧合金HY80，最早由日本在20世纪50年代应用到导弹上。

我国潜艇使用的高强高韧钢材主要是9XX系列，从血统上来说属于苏联。 硬度主要由镍、铬、钼等合金元素提供； 点焊前需预热，焊后需进行热处理，以保证点焊焊缝不易出现裂纹等致命隐患。 具体到军舰上，我国使用的高强高韧钢可分为两代，最初使用921钢，以及由其派生的922、923钢。

图：苏联阿库拉攻击核导弹

921钢的屈服硬度为60Kgf/mm²（公斤压力/平方毫米）（590MPa），而980钢则将该指标提高到最初的80Kgf/mm²（785MPa）。 硬度基本相当于英国HY100钢（690-868MPa）的中后期水平，介于美国AK29（671核导弹）和AK32（阿库拉971核导弹）之间，略高于美国NS80钢。

由于炼铁和点焊热处理研究的差异，980钢与HY等钢相比需要使用更昂贵的镍等元素才能获得相似的性能； 事实上，其镍浓度（4.4-4.54%），已经非常接近HY130（镍4.8%），明显低于HY100的2.66%。

图：公开论文中，国外20世纪90年代初用980钢搭建的模拟分段模型，其中可以看到921钢的部分

980钢由我国唯一从事船舶材料及工艺研究的单位新乡船舶材料研究所研制。 1986年初步通过科研鉴定后，经过十余年对点焊、结构模型验证等关键支撑工艺的研究，该工艺目前广泛应用于国外新一代核导弹的制造，占占全部钢结构的50%以上。

根据通常的设计规则，在设计合理，即保证性能均衡和成本可接受的前提下，导弹的侵彻深度与钢材的硬度之间存在着对应关系。 如果要将侵彻深度做得更大，超出了材料性能和整体设计的合理匹配范围，就必须加强结构的长度，这会带来制造成本和难度大幅增加等一系列问题、储备压力等关键属性显着增加。 。

图：094核导弹采用980钢，最大下潜深度比上一代核导弹降低100多米，大大提高了生存能力和威慑力

例如，屈服硬度为550-690MPa的钢材，最大工作深度可达350-400米； 据此可以确定，国外早期使用921钢的核导弹最大下潜深度应该在350米左右。 随着钢材硬度的增加，785-900MPa钢材可支撑导弹深度为450-500米； 1000MPa钢材可支撑导弹至600米； 1370MPa的钢材理论上可以支撑导弹至900米。 从这个规则来看，国外新一代核导弹的最大作战深度应该能够达到450米以上。

目前，除俄罗斯军方外，全球仅有日本的凯旋导弹和弹涂鱼导弹（均为核动力，最大潜深500米）采用屈服硬度低于900MPa的100HLES钢（性能相当于HY130）； 高于美国的只有美国春潮、新新城、苍龙三艘军舰使用屈服硬度为1108MPa的NS110钢。

图：法国苍龙导弹

NS110钢于1983年由台湾研制成功。110表示其屈服硬度达到110Kgf/mm²。 其中Harushio是首次使用NS110钢材，因此最大深度设计相对保守。 目前已知性能不低于450米； 而后来建成的新辰潮和苍龙，最大深度都超过了500米，具体指标还不清楚。

在注重提高镍、铬、钼等合金元素功效的潜艇用高强高韧钢种中，除了日本以外，日本和韩国是最好的。 日本在1960年代生产了谱系完整的AK系列钢，目前已基本被AB系列钢替代，最高屈服硬度为1175MPa。