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國產(chǎn)航母甲板用的什么鋼？

2023-02-08 17:51:19 作者：材料PLUS 來源：材料PLUS 分享至：

眾所周知，我國第一艘國產(chǎn)航母命名為“中國人民解放軍海軍山東艦”，舷號為“17”。那么山東艦建材所用的特種鋼是誰研發(fā)生產(chǎn)的？目前世界上能造出特種鋼的國家有幾個呢？

航母用鋼

大型航空母艦的建造需要各種各樣的鋼板，一般的鋼板類型分為三類：船體板，裝甲板和結(jié)構(gòu)板。為了防止轟擊魚雷和潛艇導(dǎo)彈，船體板的水下部分由150~203mm厚板制成，也被制成雙層或三層船體。當(dāng)外層損壞時(shí)，內(nèi)部船體功能仍將保留并且不會下沉。

結(jié)構(gòu)板主要用于飛機(jī)跑道，艙室和船體結(jié)構(gòu)。一般跑道鋼板的厚度為40-50mm。對不平整度的要求很高，否則會影響飛機(jī)的質(zhì)量，并且板越大，越好。焊縫通常會對飛機(jī)輪胎造成破壞。

山東艦：特種鋼材寶鋼、鞍鋼制造

航母所用建材是特種鋼，目前能制造這種鋼的只有美國、俄羅斯等4個國家。印度無法實(shí)現(xiàn)特種鋼制造，自建航母的鋼材是從俄羅斯購買。那中國目前是否具備這種特種鋼的制造能力呢？首艘國產(chǎn)航母的建材又來自何處？

據(jù)日本共同社援引加拿大軍事最新一期《漢和防務(wù)評論》的報(bào)道，中國自建航空母艦的鋼鐵，是由中國上海的寶鋼制造的特種鋼。中國首個國產(chǎn)航母是在上海長興造船廠制造，之所以選擇在該廠建造，是因?yàn)楸容^方便從寶鋼運(yùn)輸特種鋼鐵。

寶鋼是1978年中日友好條約結(jié)成以后，作為中日經(jīng)濟(jì)合作象征事業(yè)建立起來的。作為中國首屈一指的鋼鐵生產(chǎn)廠，寶鋼給軍用船舶提供了諸多鋼材。而寶鋼自從2005年引進(jìn)新技術(shù)以來，目前已經(jīng)達(dá)到了航母使用的高強(qiáng)度鋼材國產(chǎn)化要求。

而目前我國已經(jīng)研制出性能不輸美國航母鋼材的甲板鋼材，山東艦所采用的特種鋼材由中國鞍鋼集團(tuán)花費(fèi)3年時(shí)間研發(fā)，性能位居全球領(lǐng)先水平。

航空母艦，被稱為“浮動的海上機(jī)場”，當(dāng)之無愧的海上霸主，是一個國家海軍裝備和國防實(shí)力的象征。

2012年，我國第一艘航空母艦遼寧艦正式入列中國海軍。2017年，我國第二艘航母正式下水，2019年12月17日入列，我國國產(chǎn)航母的建造，邁入新的篇章。

甲板，是航母艦體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，功能和作用十分特殊。飛行甲板不但要承受重達(dá)二三十噸的艦載機(jī)在起飛和降落過程中產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊和高摩擦力，還要承受噴氣式飛機(jī)高達(dá)幾千度的火焰的灼燒。

因性能要求極高，全世界僅有少數(shù)幾個國家可以生產(chǎn)真正用于航母建造的甲板用鋼。而我國的鞍鋼集團(tuán)，就是具備這種能力的企業(yè)之一。

每隔一段時(shí)間，趙剛就要乘坐高鐵趕到距離鞍山100多公里外的鲅魚圈，跟蹤軍工鋼的生產(chǎn)。

這個2008年建成投產(chǎn)的鋼鐵基地，擁有國內(nèi)最先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)加工設(shè)備，更令人矚目的是，被稱為“世界軋機(jī)之王”的五米五超寬軋機(jī)，就裝配在這里。

這個世界最寬的軋機(jī)，擁有世界頂級的軋制能力。高達(dá)10萬噸的下壓軋制力，可以軋制寬度5.5米的鋼板，軋制長度可達(dá)40米以上。是當(dāng)之無愧的“軋機(jī)之王”。2013年，我國首艘國產(chǎn)航母上的甲板鋼，就是在這里生產(chǎn)下線。

趙剛，鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院軍工產(chǎn)品研究所副所長，也是我國首艘國產(chǎn)航母甲板用鋼的研發(fā)負(fù)責(zé)人。

鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院軍工產(chǎn)品研究所副所長趙剛：目前我們航母的這種寬長的甲板鋼，在國內(nèi)來說這是唯一的一個生產(chǎn)基地，我們目前的水平應(yīng)該能達(dá)到世界領(lǐng)先的這樣一個水平。

這樣世界頂級的裝備“利器”，為國產(chǎn)航母超寬甲板鋼的生產(chǎn)提供了保障。然而，盡管具備生產(chǎn)能力，要想真正生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，并不容易。2011年，剛接到航母甲板鋼研制的任務(wù)時(shí)，趙剛就感到任務(wù)的艱巨。

趙剛：實(shí)際上是很震驚的，要求我們研制超寬的、超長的、最厚規(guī)格的，這樣的甲板用鋼，生產(chǎn)這樣一張長寬板，是我們目前常規(guī)生產(chǎn)板子的四塊。

一艘航母的建造，三分之一的工作是進(jìn)行鋼板的焊接。因此，拼焊飛行甲板的鋼板面積越大，焊縫數(shù)量就越少，還能縮短建造周期，提高甲板整體質(zhì)量。為提高航母的機(jī)動性，增加航速，需要減輕船體重量，降低重心，使船體更加平穩(wěn)，還要有足夠的防彈能力，這就需要高強(qiáng)度高韌性的鋼板進(jìn)行保障。因?yàn)橐瑫r(shí)滿足如此多的苛刻要求，所以航母用甲板鋼超過了任何一種軍用艦船的鋼材品質(zhì)。

趙剛：它的力學(xué)性能要求特別特別嚴(yán)，它的頭和尾強(qiáng)度偏差，不會超過10兆帕，它所有的-84度沖擊韌性，都是在250焦以上，所以說它的質(zhì)量非常非常好。

今年30歲的張坤，是鞍鋼鲅魚圈分公司的技術(shù)員。2012年，剛剛工作的他就加入趙剛的團(tuán)隊(duì)，參與我國首艘國產(chǎn)航母甲板鋼的研發(fā)生產(chǎn)。提起當(dāng)年的經(jīng)歷，張坤至今記憶猶新。

鞍鋼集團(tuán)鲅魚圈分公司技術(shù)員張坤：那段時(shí)期基本上一個多月，差不多是24小時(shí)一直在廠里，從前線到后線各個工序進(jìn)行跟蹤，每天能睡三、四個小時(shí)。

實(shí)際上，早在我國首艘國產(chǎn)航母建造之前，我國在對遼寧艦的前身“瓦良格號”進(jìn)行修復(fù)的時(shí)候，鞍鋼就已經(jīng)開始了航母用鋼的研制。

鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院軍工所的研究員周丹，從事水面艦船用鋼的研發(fā)已經(jīng)24年。2008年，周丹和她的團(tuán)隊(duì)接到一項(xiàng)特殊的科研任務(wù)——研制用于修復(fù)我國第一艘航母遼寧艦的前身“瓦良格”號所用的鋼材。

在周丹辦公桌的筆筒里，保存著一塊形狀特殊的鋼板實(shí)驗(yàn)樣，這是周丹進(jìn)行航母用鋼科研攻關(guān)時(shí)保留下來的樣品，對稱球扁鋼。

球扁鋼，由球狀的頭部和扁平的腹板組成的特殊型材，一般用做船舶的龍骨和加強(qiáng)筋，是建造大型船舶的關(guān)鍵材料。而修復(fù)瓦良格號所用的，是形狀特殊的對稱球扁鋼。10年前，我國沒有任何一家鋼鐵企業(yè)，具備生產(chǎn)對稱球扁鋼的經(jīng)驗(yàn)和條件。周丹他們面臨的是前所未有的挑戰(zhàn)。

邊研發(fā)邊生產(chǎn)，經(jīng)過兩個月的實(shí)驗(yàn)調(diào)整，周丹他們終于等來第一批球扁鋼軋制的時(shí)間。

鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院軍工產(chǎn)品研究所水面艦船研究室主任周丹：現(xiàn)場一看，根本軋不出來，軋一根一量尺寸就不對，然后再試一根，尺寸還不對，在現(xiàn)場待了十幾個小時(shí)，就軋了幾根鋼，所以我們當(dāng)時(shí)也挺頭疼，就是感覺這個東西太難了。

由于對稱球扁鋼外形特殊，尺寸差異大，再加上金屬流動和孔型設(shè)計(jì)的因素，僅軋制成型就十分困難。由于沒有專用的生產(chǎn)線，熱處理的效果也不理想。周丹他們只好把球扁鋼一個根，固定在熱處理架上，防止變形，終于保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)。

2009年5月，鞍鋼為遼寧艦修復(fù)生產(chǎn)的200噸航母用鋼順利交付。三年后，遼寧艦正式入列中國海軍。

為了這一天，周丹他們投入了無數(shù)的艱辛和汗水，與此相伴隨的，還有巨大的生產(chǎn)成本。

周丹：我們用了一年半的時(shí)間，完成了我們過去三到五年，才能完成的研發(fā)任務(wù)，生產(chǎn)了大概10倍的產(chǎn)量，來保這批供貨。

這里是國內(nèi)最先進(jìn)的熱連軋板帶生產(chǎn)線。我國首艘國產(chǎn)航母上層結(jié)構(gòu)建筑所用的鋼板，就是在這里生產(chǎn)。

鞍鋼集團(tuán)熱軋帶鋼廠1780生產(chǎn)線分線值班長張福多：這個相當(dāng)于這條生產(chǎn)線的心臟部位，它的核心，所有生產(chǎn)產(chǎn)品的指標(biāo)，80%以上都在這決定。

經(jīng)驗(yàn)豐富的張福多，已經(jīng)在這條生產(chǎn)線上工作了20年。他和操作員們配合默契，一絲不茍。他們的每一步操作，都和最終產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān)。

張福多：它這個軍工產(chǎn)品，幾乎都在軋機(jī)設(shè)計(jì)能力的頂線上，所以稍有疏忽就會出生產(chǎn)事故，軍工產(chǎn)品不是說哪一家鋼廠都能生產(chǎn)的，我們軋得很好，能夠符合軍工的標(biāo)準(zhǔn)，我們很自豪。