法国结构钢(航母甲板钢全球仅2个国家能造且禁止出口，鞍钢2013年成功掌握)

Posted 2023-05-31

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法国结构钢(航母甲板钢全球仅2个国家能造且禁止出口，鞍钢2013年成功掌握)

航母素有"现代海上工厂"之称，它集各种高新技术和工业制造于一身，是一个国家综合国力的象征，我国有漫长的海岸线，众多的岛礁，广袤的海洋国土和四通八达的海上航线，为了维护国家主权，中国必须发展航母。

航母钢板有哪些种类

而建造航母的核心，就是航母钢板，每艘航母最少要使用5万吨或更多的钢板。2003 年服役的里根号航母甚至使用了 70,000 吨钢材，大型航空母舰需要的钢板品种规格繁多，一般可分为船体板、装甲板及结构板三大类。

为了防止轰击鱼雷和潜艇导弹，船体板的水下部分由150-203mm厚制成，也被制成双层或三层船体。当外层损坏时，内部船体功能仍将保留并且不会下沉。

而装甲板主要用于防弹和核心部件。例如，指挥官是全舰的指挥官。它由装甲板保护，是航空母舰最厚的部分。最大厚度为330mm。

其中，航母用钢板要求最高的是结构用钢板。结构板主要用于飞机跑道（飞行甲板）、隔仓及船体结构等，尤其是甲板钢，要求最高。

甲板钢要求究竟有多高

二战之后的航母和之前的航母，有着本质性的区别，其中最大的区别就是飞行甲板，二战时期航空母舰所采用的直通式甲板存在着明显的缺点：不能为着舰飞机提供安全复飞的条件，一旦飞机着舰失败(比如着舰尾钩未能钩住拦阻索)，势必会冲撞前方停机区的飞机，引发火灾、爆炸。

1951年8月7日，英国皇家海军资深专家丹尼斯·坎贝尔( Dennis Cambell)首次提出了斜角甲板的设想。向左船舷偏转10°并配有4条拦阻索的斜角甲板，不仅能隔开舰艉的降落区与舰艏起飞区、停机区，彼此互不影响，而且也使着陆和发射操作能够同时进行，而不是交替进行；它还可以更好地处理喷气动力飞机的更高着陆速度。

这样的设计也对飞行甲板的钢铁提出了更高的要求，现在的舰载机都是20-30吨，这就要求其能够承载30吨舰载机起飞和降落的沉重冲击，还要能够耐高温，承受喷气式飞机高达几千度的火舌的烘烤，所以需要特别抗氧化和抗离子侵蚀。另外，拼焊飞行甲板的钢板面积越大，焊缝数量就越少，这样才能提高甲板整体质量。为提高航母的机动性，增加航速，需要减轻船体重量，降低重心，使船体更加平稳，还要有足够的防弹能力，这些都需要高强度高韧性的甲板钢进行保障。

甲板钢的要求这么高，最变态的还是飞行甲板的厚度不能太厚，一般是50毫米。因此，对甲板的抗冲击力、抗扭曲力的要求就非常高，外航母甲板还要有抗敌方穿甲弹攻击的较强能力。所以航母甲板钢屈服强度MPa（兆帕）（属材料发生屈服现象时的屈服极限，也就是抵抗微量塑性变形的应力）更是要求在550MPa以上。

而且核动力航母发明之后，还要能够保护船员免受机载核反应堆产生的辐射，并承受冲击炮弹和其他射弹。

世界上仅美俄掌握

在中国之前，现代航空母舰飞行甲板所采用的特种钢只能美国和俄罗斯能造，而法国和日本的特种钢屈服强度较低只有450MPa-550MPa左右，并不适合用在航母甲板上，法国的戴高乐航母采用的就是美国的特种钢。

英国比较特殊，它有两种航母，无敌级航空母舰是一种搭载短距/垂直起降飞机的小型航空母舰，不再需要庞大笨重的蒸汽弹射器和拦阻装置，而且也不需要设置200米以上的供飞机起飞降落的跑道。虽然设计大为简化，但是搭载的舰载机数量实在是有限，所以作战能力也极为有限，

而伊丽莎白女王级航空母舰是短距滑跃起飞垂直降落的双舰岛多用途航空母舰，只能滑跃起飞，这种起降方式无法搭载固定翼预警机，作战能力受到较大限制，因此仅有英国1个国家采用。

而这样的滑跃式甲板设计也导致了伊丽莎白女王级航空母舰对甲板钢的屈服强度要求不高，所以英国采用的法国的软钢。

其实在英国最初的设计稿中，尤其是飞行甲板布局设计上是非常具有创新力的，但是受限于没有钱，所以才搞了这样的一个半成品。

美国航母的高强度结构用钢已经从最初的 HTS 钢及 HY 钢发展到现在的 HSLA 钢，其屈服强度值从 352 MPa 到 903 MPa 共 5 个等级。

HSLA 钢是美国最先进的特种钢，即高强度低合金钢，这种钢工艺性能好，有良好的焊接性；此外，它们的应用还能显著降低航母自重并提高结构的抗损能力。HSLA 系列钢中碳和碳当量都很低，保证了高强韧化水平和优异的抗氢致开裂性能。在 HSLA 钢中，铜和镍是主要合金元素，改善了钢材在海水中的耐蚀性，提高了钢材的耐磨性。此外，比起HY 钢，HSLA 钢提高了防弹效果；采用HY 型焊接材料焊接时，HSLA 钢的热裂抗力及冷裂抗力都优于 HY 钢，而且预热成本较低，焊接成本可降低 50% 以上。

而俄罗斯的AK系列镍铬加钛合金钢是世界上屈服强度最高的材料,可达1000MPa,除了用来制造航母,还用来制造需要深潜的核潜艇。

鞍钢攻克甲板钢技术

美国一直以来反对中国制造航母，对于特种钢技术，一直都对中国采取封锁打压禁运的方式，中国曾经向俄罗斯购买过特种钢，遭到了拒绝。

2008年，鞍钢就开始负责研制航母用钢，一开始负责攻关的是球扁钢，球扁钢可以说是修复航母不可或缺的钢材。瓦良格号被拖回来之后，因为被拆除了许多内部设备再加上长期锈蚀，需要几百吨的对称球扁钢进行修复。

后来，中国开始决定建造首艘国产航母之后，鞍钢就开始负责攻关航母所有用钢，这其中就包括了难度最高的甲板钢，为了攻克这项技术，中国鞍钢集团花费三年时间研发。

为了锻造国产航母的甲板钢，鞍钢打造了世界最宽的轧机，拥有世界顶级的轧制能力。高达10万吨的下压轧制力，可以轧制宽度5.5米的钢板，轧制长度可达40米以上。是当之无愧的“轧机之王”。

2013年，鞍钢成功攻克甲板钢技术，我国首艘国产航母上的甲板钢，在鞍钢成功生产下线，而这也标志着中国掌握了甲板钢的锻造技术，是世界上第3个掌握甲板钢技术的国家。

中国首艘国产航母的诞生，离不开鞍钢的努力，鞍钢集团为这艘航母供应了70%的钢材，其中包括甲板钢、球扁钢等关键型号钢材。

而在首艘国产航母服役之后，鞍钢还在继续加大研发，不断提升型材、厚板热处理能力，提升舰船用钢生产制造能力。从而保证中国未来航母用钢可以达到世界先进行列。