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国产航母的特种钢到底有多难做?

来源:互联网
责任编辑:鲁晓倩
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国产航母的特种钢到底有多难做?


由用户军武吐槽君提供的知识:

国产航母所使用的特种钢应该是与辽宁舰一脉相传的,它的难度有多大呢?我们2002年将瓦良格号从乌克兰买回来之后,在大连港口整整呆了五年就没怎么动过,原因就是因为修复航母必须的特种钢材料迟迟得不到有效解决,严重拖延了辽宁舰的改造进度。
北京pk10技巧(锈迹斑斑的瓦良格号)

当然了,最终经过了鞍钢集团上下一心的集中攻关,国产航母用钢最终得以突破,我国也成为世界上少数能够制造航母特种钢的国家之一,正是因为材料问题解决,辽宁舰得以顺利服役,国产航母也能够快速建造下水,但是背后的艰辛历程也让人更加理解军工科技人员的努力付出!
(焕发新生的辽宁舰)

我们了解最多的航母用钢莫过于甲板钢,甲板钢的技术含量在航母特种用钢中算是数一数二的存在。甲板钢需要承受舰载机数十吨机体以数百公里的速度强力冲击,又要被发动机尾焰数千度的高温炙烤,在战时还要能够抵御一定的炸弹爆炸输出,因此其本身材料属性指标就非常高,屈服强度要求至少在500MPA以上,而且还必须有不错的耐高温性能和强度韧性,但是为了减重,厚度又不能超过50毫米,真是蜀道难,难于上青天!


而在加工时,因为甲板需要由多块钢板焊接而成,为了在甲板上减少焊缝,增加强度,减少建造周期和成本,因此甲板钢板还要尽量的宽大,一块甲板钢两侧之间的耐压强度偏差还不能超过10MPA,不然很容易导致甲板在使用一段时间后出现凹凸不平,使用寿命降低,甚至威胁舰载机安全。面对这一世界难题,鞍山钢铁集团的员工们基本上是没日没夜的进行攻关,最终在一年半之内就交出了成品!

而轧制超大型甲板钢板的世界最大5.5米级四辊可逆式双机架宽厚板轧机也由一重集团研发出来,最终我国制造并轧制出来的甲板钢不仅金属性能优异,并且宽度达到5.5米,长度超过40米,整体技术指标与美国福特级使用的HSLA-115型特种钢不相上下!

除了甲板钢,航母上使用最多的就是对称球扁钢,这种钢材主要是用于建造大型船舶的龙骨、加强筋以及修复加固使用,辽宁舰的修复就曾经使用了数百吨的对称球扁钢。球扁钢按理来说不算是一种很高技术的钢材制品,但是由于航母技术指标高出民用好几个档次,而且辽宁舰需要的对称球扁钢形状非常特殊,当时国内并没有专门的生产线和热处理设备,生产此类钢材的技术和经验更是为零,但是当时任务重,时间紧,难度瞬间被拉升好几倍。鞍钢所在的水面舰船科研室经过三个月几乎不眠不休的努力,最终成功保证了对称球扁钢的正常生产和供应,艰难程度不要亚于甲板钢!

目前国产航母除了30%技术相对较低的结构钢之外,包括甲板钢、球扁钢、上层建筑结构钢在内的70%关键部位钢材都由鞍钢集团供应。在许多人争相吐槽国企的时候,鞍钢用实际行动证明了自己是国民经济乃至军工行业的中流砥柱!结结实实打了许多喷子的脸!


由用户魂舞大漠提供的知识:

北京pk10技巧改造“瓦良格”,从2002年到2012年,我们用时十年之久,为何如此难做?从无到有,许多关键技术和材料正是其中重点与难点,一个6.7万的钢铁巨兽,用钢正为难点之一。据公开信息披露,甲板钢,我们当时向俄罗斯买回来一点,但不能足够使用,为此,向鞍钢压任务,他们顿感压力山大,用时一年半,终得研制成功。要问这钢怎么样,他们如今自豪地说,成为真正的世界顶配,水平是领先性的。甲板钢宽度可达5.5米,长度超过40米,技术上与美国最新“福特”号所用HSLA-115各有侧重,水平完全相当。有了可靠的特种钢,国产航母建造变得十分快捷,用时两年快一点,也就完成了呢。

什么都是自己造。不客气地说,如今哪怕一颗镙丝钉,都属于我们自家拥有技术产权的。航母用钢大致三种,甲板钢,船体钢和结构板,在屈服强度上,都有特殊要求,仅以船体钢来说,屈服强度都要达到550兆帕。我国超级钢有种S600E,屈服强度高达600兆帕,堪称为娇娇者。强度高,耐蚀性好,耐热性能非常优异,自投入使用以后,有高实验条件下,不层发生断裂,未出现任何异常。从而说明一样事,用钢我们刚刚的,已突破了所有实用技术,国产航母用钢,全部来自我们自己。

所有的一切都被打造出来。有了钢,没有板轧机不成。如果说特种钢研制,在于技术环节,那么宽厚板轧机则生产环节中的大关碍,没有它,钢板按多大规格符合要求,就会成为问题。如今一款5500毫米厚的板轧机,出现在世人面前,成为世上最先进的,航母用钢,想怎么用便怎么用。


由用户沐风谈兵论道提供的知识:

航母作为国之利器,它的生产材料肯定不是普通的钢材,而是各种合金制成的特种钢材。而它的制造工艺也是一个国家的机密,制作工艺也不是一般的国家能够完成的。而我国的首艘航母辽宁舰装备海军,002型航母即将入役,还有003型航母正在建造。这说明我国拥有制作航母上特种钢的技术和材料。并且航母上的特种钢也不是有钱能够买来的。质谱仪可以分析出特种钢的各种成分含量,但没有相应的技术和相应的配套设施,也是制作不出特种钢来。

北京pk10技巧这也是为什么我国首艘航母改造时间花费了5年。是因为一开始我国无法自主研制航母特种钢。而这种钢材作为战略物资很难从国外买到。而我的第一艘国产航母002型航母是我国独立自主建造的。如果连航母上的钢材都无法解决,那么还谈什么自主制造。并且我国军工制造业发达,没有什么东西是我们做不出来的,要有足够的时间。

2003年的初春来自23个省的我国钢铁企业的230多名专家,就亲眼见证了我国第1块特种钢下线。2018年3月13号CCTV2特别节目《启航新时代》对我国航母所用的特种钢生产厂家辽宁鞍山钢铁公司进行了报道,报道中介绍了鞍钢生产航母用钢板、型材的一些方面,以及我国研制航母用钢的艰难过程。瓦良格号也就是辽宁舰的改造所需要的大部分钢材都是鞍钢提供。并且提供了002型航母约70%的航母特种钢材。

航母上所用的特种钢,最难制作也是科技含量最高的,应该当属于甲板上所用的特制钢材。甲板平时需要起飞降落舰载机,在战时需要抵御一定炮弹的攻击。这样,它的坚硬程度就可想而知了。同时,想把所用的特种钢材不能制作得太厚,太重。这是要考虑航母的整体重量。为了保持航母甲板的完整程度,需要尽量减少焊接接口。也就是在一定的范围内加航母的甲板板块尽量做宽做大。


由用户皇家橡树1972提供的知识:

“瓦良格号”刚来到我国的时候可不是这样的光鲜,经过较长一段时间的续建成焕然一新,成了威武的“辽宁舰”!但续建过程中由于“瓦良格号的钢材牌号与我国生产牌号有些不同,并且没有价值再为此研制新牌号的航母钢材(研制一种新牌号的军用钢材至少需要十年时间),所以在续建过程中进口了一批俄罗斯生产的航母用钢。
由于有了续建“辽宁号”的经验,我国在建造17号航母的时候基本上是“驾轻就熟”在较短时间内将它建造完毕,并且进行了多次试航。

17号航母从建造到相对短的时间下水,标志着我国在常规航母的设计与施工都已经处于较熟练的水平上了!那么,我国在建造17号航母时最基本的钢材是怎样生产出来的?

航母用钢材和大多数大规模使用的钢材一样,也需要经过冶炼→铸锭(连铸板坯、型材坯)→轧制→定尺→热处理→精整……这些较复杂生产流程。

北京pk10技巧图片上是美军航母用钢板的成分表,HSLA–100是目前“福特级”所使用的低合金高强度钢材,而HY–80和HY–100两种钢材是美军核潜艇耐压壳体所用的钢材,但是美军在建造“尼米兹 ”级航母首批次的时候使用了大量的HY—80钢建造,在后几个批次当中也关键部位也使用的少量的HY—100高强度钢…直到HSLA—100研制出来之后才在尼米兹级最后几艘“里根号”、“布什号”上使用,而最先进的“福特级航母”使用大量HSLA—115钢。

从上面美军这些航母钢材牌号来看,凡事可以生产潜艇耐压壳体钢材的国家,都可以研制出航空母舰用钢材,我国从1960年代末期就已经掌握了常规潜艇、核潜艇耐压壳体钢的工艺标准与冶炼工艺,所以我国在航母用钢冶炼阶段不存在任何困难,而且我国目前航母用钢方面采用转炉+炉外精炼生产工艺,在冶炼这个阶段可以优质优量的保证需要。

图片上是大型钢铁生产联合企业的“板坯连铸”生产线。

1960年代中期以前连铸生产工艺不成熟,航母用钢材冶炼完成后要采用“模铸法”(下铸法)工艺,就是用一个铸铁材质钢锭模加上浇铸底盘、中心铸管和各种耐火砖组成炉后工段,等钢水冶炼完成后倒进盛钢罐内,吊车将钢水罐吊到中铸管上面开始浇铸…航母用钢材由于尺寸都很大,就需要浇铸成13.1吨大型板材钢锭和8.3吨型材钢锭…不过模铸法工艺生产效率低成本高、工序繁杂,并且浇铸完成的钢锭需要在模内进行保温缓冷,这得等上好几天时间!如果不进行缓冷,钢锭会冷却不均匀,在热胀冷缩的现象下有内部可能被拉裂,那么整个钢锭就报废了,损失将是巨大的。
图片上就是“模铸法”生产工艺,当然航母用钢锭要比图片里的大了很多。
模铸钢锭还不能直接进入到钢材轧机去轧制钢板/型材,还需要使用“开坯机”将它制成(碾压)适合轧机再轧制的板坯才行…这样的繁杂工序流程会大大的增加了生产成本!所以,现在采用炉外精炼与连铸工艺,取消模铸、开坯这些工序,显著的提高了生产效率和降低了生产成本。

连铸工艺比较适合大批量生产并且节省生产成本。 我国钢铁工业进入到1990年代后生产规模与生产工艺有了较大的发展与提高,大型板坯连铸生产线是目前我国大型钢铁联合企业的标配,航母用板坯、型材坯甚至模铸锭生产工艺和产能在我国钢铁工业中也没有瓶颈,都可以顺利的完成。
1960年美国建造“企业号”核动力航母图片,图片上是“企业号航母”的一块飞行甲板。

航母用钢板都是超长、超宽,厚度很大的定尺钢板,比如:排水量6万~10万吨的大型和超级航母,飞行甲板钢材用量在6200吨~8500吨左右,标准板:长25米、宽5.5米、厚度50毫米的钢板,福特级使用更先进的高强度钢板厚度可能会有所减薄。

使用超宽超长钢板的目的就是要减少焊接和铆接的工作量和焊缝与铆接点,三个足球场那么大的面积要求非常平直,不允许出现焊接、铆接累积误差…部分型号的舰载机最大起降重量超过了30吨重!在重力加速度的作用下直接砸在了飞行甲板上,如果甲板不平整或者强度不够,很可能造成起落架折断或者砸出一个坑,那么飞机就会出现重大事故,后果不堪设想…所以,必须要使用超长超宽的钢板来建造飞行甲板,但飞行甲板也不能过厚否则会大大的增加“死重量”,白白的消耗了主机大量功率输出,在不影响性能的条件下,飞行甲板的钢材要厚度适中。
北京pk10技巧赫赫有名的5500毫米宽厚板轧机,不但可以轧制航母飞行甲板用钢板,其它大型船舶钢板、超大型储油,储气罐钢板、大型桥梁用钢板…等等所用超宽超长的钢板都需要它去轧制。

我国对于航母的研究在“瓦良格号”之前大部分工作就已经成熟了,之所以未建造航母就是在超长超宽的钢板轧制上遇到了“瓶颈”,因为轧制航母飞行甲板需要使用5500㎜长度以上轧辊的板材轧机,也就是通常所说的“宽厚板轧机”,但这种型号的轧机在全世界都非常罕见!设计标准和制造要求工艺极高,而且价格非常昂贵,只有工业水平极高的国家才能制造出来。

北京pk10技巧在2000年以前我国装备制造工业还处在发展阶段,这种超大轧机还暂时不能研制,没有超大轧机也就没法为建造航母提供所需钢板,国外进口不是我们的选项,因为现代化是买不来的,只能是自己奋发图强!

图片上我国工业装备制造史上的里程碑!5500㎜宽厚板轧机,是当今世界上最先进宽厚板轧机,是生产航母用钢板的“神器”!它的制造成功是使我国在生产航母用钢的所有技术环节和生产环节都被打通!不会出现任何生产环节瓶颈!因此,我国成为世界上可以生产任何规格航母用钢材的国家!

北京pk10技巧一个国家要想国防现代化就必须把自己的重工业水平提高到最高等级,只有这样才能不受制于人!否则就将会被别人掐脖子!这个知味儿我们以前尝过,现在部分行业仍然在尝…但是我们有自力更生的决心和艰苦奋斗的勇气!“天行健,君子以自强不息!这是中华民族的传统!也正是在这样的传统下,任何事情都能迎刃而解!任何困难都能迈过!


由用户琅琊利剑提供的知识:

航母所使用的钢材可不是一般的钢材,是经过特殊技术得到的特种钢材,全球只有五个国家具备生产航母特种钢材的能力,之前我国购买的“瓦良格”号航母,就是因为在钢材上技术不过关,所以才让他在港口漂了几年。



特种钢材质量的好怀直接影响军队的战斗力,从装甲车,舰艇,飞机,航母等都需要特种钢材,目前我国和美国算是这个领域的领头羊。

北京pk10技巧航母的不同部位需要用不同的钢材,首先是主体的结构钢材,比如龙骨,水密隔板材等,国际公认的是劳氏船舶标准中规定的合金造船钢,另一种是浸泡在水线下的装甲钢,或者是在甲班上的建筑用钢,每个国家的制造技艺和材料用途各不相同,他们的厚度都不一样,耐腐蚀性,高温性也需要根据不同部位进行调整,因为航母是常年泡在水中,海水是咸的,腐蚀性更强,因此舰体需要耐腐蚀,而飞机起飞的甲板,则需要耐高温,因为飞机起飞时会喷出高温烈焰,所以需要突破不同部位性质不同的特种钢材技术。



航母体型巨大,在制造时需要很多钢板,但钢板太多航母强度就会降低,所以还得有能力制作大型钢板。我国拥有世界上最大的轧机,可以压出长40米,宽五米半的巨型钢板,这也是我国能够快速建造刚才的重要原因,另外我国还研发了先进的卷板机,目前最大的卷板机吨位已经超过了8000吨,这种8000吨级的卷板机可以用于制造大型攻击核潜艇以及战略核潜艇等。



目前,我国已经研制出了屈服度到2200的超级钢板,当年买回“瓦良格”号无法维修的窘境已经一去不复返,未来我国还会突破更多被外国垄断的技术,国家会越来越强。 【本文由琅琊利剑原创,禁止侵权】


由用户刀锋战士他爷提供的知识:

说个题外话。这个航母的外用装甲钢也好,船用钢板也好。只有俄罗斯的航空母舰。和现在中国的航空母舰用的是,低磁高强度钢。跟美国的不是一个路数。老毛子的航空母舰啦,来这么多年没有磁感。这才是他的可怕之处。美国的航母是每隔一年要到港口特种设备消磁。但是对于苏联人的磁导鱼雷。和磁性水雷。基本上还是没有多大效果。防不了。毕竟船体太大。你这就理解了老毛子的钢材有多厉害。


由用户用户2015719692821提供的知识:

一边造盾,一边研矛,有矛少造盾,无矛更用盾,能造就能破。

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标签 :军事  航母  海军  武器  

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