我國(guó)第二艘航空母艦下水儀式26日上午9時(shí)許在中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司大連造船廠舉行。中共中央政治局委員、中央軍委副主席范長(zhǎng)龍出席儀式并致辭。

第二艘航空母艦由我國(guó)自行研制，2013年11月開(kāi)工，2015年3月開(kāi)始?jí)]內(nèi)建造。目前，航空母艦主船體完成建造，動(dòng)力、電力等主要系統(tǒng)設(shè)備安裝到位。出塢下水是航空母艦建設(shè)的重大節(jié)點(diǎn)之一，標(biāo)志著我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造航空母艦取得重大階段性成果。

要造一條航母，可不像造一艘油輪那么簡(jiǎn)單。先別說(shuō)艦載機(jī)、彈射器什么的，首先一條就是，你有沒(méi)有造船的基本材料--航母用鋼！由于航母的特殊性，它的用鋼也有很多特殊要求，比如，要能抗海水腐蝕；要防磁；要耐高溫，要有很高的強(qiáng)度、韌度和良好的焊接性能，......等等。

航母用鋼特點(diǎn)

下面就來(lái)說(shuō)說(shuō)航空母艦所用鋼的幾個(gè)特點(diǎn)：

1. 抗海水腐蝕

海水對(duì)艦船底部的腐蝕特別厲害，會(huì)嚴(yán)重影響艦船的速度和防護(hù)能力。因此，造一般民用和軍用艦船的鋼都要求有較強(qiáng)的抗海水腐蝕能力。由于航母的作戰(zhàn)環(huán)境更為惡劣，維修所需時(shí)間也長(zhǎng)，因此，要求所用鋼板抗海水腐蝕的能力就更強(qiáng)。

買回來(lái)時(shí)銹跡斑斑的瓦良格號(hào)

由于我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的限制，我們制造艦船所用鋼材抗海水腐蝕力較差，因此我們的軍艦不得不涂上一層特殊防銹漆，而且，每三四年就要進(jìn)船塢大修，清除艦艇底部附著物，并重新刷防銹漆。

正在涂裝的瓦良格

2. 防磁

一般鋼鐵都帶有一定磁力。由于地球本身是有磁場(chǎng)的，一般低磁鋼鐵制造的艦船用久了，會(huì)受地球磁場(chǎng)磁化，產(chǎn)生磁力。磁力對(duì)軍艦來(lái)說(shuō)是非常不利的。因?yàn)檫@容易被敵方磁力探測(cè)儀偵測(cè)到，或受到敵方磁性水雷等武器的攻擊。因此，軍艦用鋼，磁力越小越好。由于我們制造軍艦的鋼鐵防磁性能較差，所以我們的軍艦一般是三四年后，就需要開(kāi)回船塢進(jìn)行逆向消磁處理。

167艦深圳號(hào)消磁作業(yè)

網(wǎng)傳瓦良格消磁作業(yè)

3. 耐高溫和耐沖擊能力

飛機(jī)在陸上起飛，一般需要在三公里多，至少也要一、兩公里的跑道助跑、起飛。而在航母上，飛機(jī)在一兩百米內(nèi)，就要從靜止?fàn)顟B(tài)完成滑跑、起飛、騰空的過(guò)程。這除了有彈射裝置助推外，更要求飛機(jī)本身有強(qiáng)大的推力。當(dāng)飛機(jī)加力開(kāi)到足以飛起時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴射出的火焰可達(dá)上千度，足以把一般鋼材制作的甲板熔化了！

一般艦載機(jī)每架都有三十來(lái)噸重，降落著艦時(shí)，對(duì)甲板的沖擊力極大，因此，對(duì)甲板的抗沖擊力、抗扭曲力的要求就非常高。如果甲板用鋼不過(guò)關(guān)，降落的飛機(jī)很可能會(huì)通過(guò)攔索把飛行甲板給掀起來(lái)。另外航母甲板還要有抗敵方穿甲彈攻擊的較強(qiáng)能力。因此，航母甲板用鋼更是非常講究的。

4. 高強(qiáng)度、高韌性

航母建造所使用的特種鋼所要求的強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通軍用船舶的鋼強(qiáng)度要求，采用高強(qiáng)鋼板可以減輕船體重量，增加抗彈能力。特別是飛行甲板的鋼材，由于要承受艦載機(jī)起飛過(guò)程中的高熱和高摩擦力，更要精益求精。因此，航母艦體一定要采用高強(qiáng)度合金鋼。船用特種鋼材的屈服強(qiáng)度一般用MPa（兆帕）表示。

像油輪、散裝貨船，集裝箱船等民用船所用鋼大約有250 MPa就夠使了，普通軍用船只在300 MPa以下就行。而航母、潛艇用鋼，特別是航母飛行甲板用鋼一般要求在850 MPa以上。換算成我們熟悉的單位，大致是一厘米大小的地方要能夠承受8000公斤的沖擊力。你看，這鋼材抗壓能力有多強(qiáng)。

2000年“科爾”號(hào)被炸開(kāi)了個(gè)洞，修補(bǔ)費(fèi)用2.4億美元 。航母炸開(kāi)了個(gè)洞估計(jì)更貴了。

航母用鋼分類

大型航空母艦需要的鋼板品種規(guī)格繁多，建造一艘7.5萬(wàn)噸級(jí)的大型航空母艦，需用各種特殊品種厚鋼板4萬(wàn)多噸，一般可分為船體板、裝甲板及結(jié)構(gòu)板三大類。下面讓我們來(lái)分別看一看航母不同地方需要的鋼材情況。

1、 船體用鋼板

要求比較低，基本上就是潛艇用的耐壓板，屈服強(qiáng)度通常為450兆帕和550兆帕，鋼板厚度為22～28毫米。船體的水下部分為了防止魚雷與潛艇導(dǎo)彈的轟擊，采用鋼板厚度達(dá)150～203毫米。也有制成雙層或三層船體，當(dāng)外層鋼板被擊穿的時(shí)候，還有一層保護(hù)層，這樣就增強(qiáng)了航母的抗打擊能力。以前的航空母艦還在易受攻擊的部分采用增掛裝甲板的方式，以抵御各種意外的攻擊。航母需要的另外一種鋼材就是裝甲鋼板。

2、 裝甲鋼板

一般用在最為關(guān)鍵的核心部位。航母上有兩個(gè)地方最重要，一個(gè)是指揮中心，指揮中心是航空母艦鋼板最厚的部分，最厚達(dá)330毫米，有點(diǎn)類似坦克用的裝甲鋼板；另外一個(gè)地方是航母的動(dòng)力系統(tǒng)。如果航母的機(jī)艙被破壞，那么航母就變成了挨打的活靶子，因此，機(jī)艙也要重點(diǎn)保護(hù)。重點(diǎn)保護(hù)的方式就是用裝甲鋼板。此外，炮臺(tái)等地方也要用防彈裝甲板進(jìn)行保護(hù)。航母用鋼的最重要部分是結(jié)構(gòu)用鋼板。

3、結(jié)構(gòu)板

主要用于飛機(jī)跑道、隔倉(cāng)及船體結(jié)構(gòu)等，尤其是飛機(jī)跑道，要求極高。首先，要求飛行甲板能夠承載20～30噸艦載機(jī)起飛和降落的沉重沖擊。其次，還要承受噴氣式飛機(jī)高達(dá)幾千度的火舌的烘烤。所以，飛行甲板的屈服強(qiáng)度一般要達(dá)到800兆帕。還有，飛行甲板的厚度不能太厚，一般是40～50毫米，且要求不平度達(dá)5毫米/米以下，否則會(huì)影響飛機(jī)升降的質(zhì)量。更重要的是，飛行甲板的板面越大越好，要盡量減少焊縫?？偠灾?，航用的結(jié)構(gòu)鋼板要求高強(qiáng)度、小厚度、大面積、能夠在惡劣環(huán)境中使用。

世界各國(guó)高強(qiáng)度軍工艦船用特種鋼(高強(qiáng)度低合金鋼)回顧

第二次世界大戰(zhàn)后，世界各軍事強(qiáng)國(guó)為了滿足艦船裝備的發(fā)展需求，研制開(kāi)發(fā)了系列高強(qiáng)度艦船用鋼。

如美國(guó)，戰(zhàn)后發(fā)展了355MPa(36kgf/mm2)級(jí)HTS 鋼、550MPa(56kgf/mm2)級(jí)HY80 鋼、 690MPa(70kgf/mm2) 級(jí)HY100 鋼、890MPa(91kgf/mm2) 級(jí)HY130 鋼，并用于實(shí)船建造；

俄羅斯開(kāi)發(fā)了屈服強(qiáng)度從390-1175MPa(40-120kgf/mm2) 級(jí)的АБ系列艦船鋼；

法國(guó)最新建造的“凱旋”級(jí)核潛艇耐壓殼體用鋼屈服強(qiáng)度已達(dá)到 980MPa 。

HY-80 、HY-100 、HY-130 都是美國(guó)在50年代開(kāi)始應(yīng)用于艦艇制造的高強(qiáng)度低合金鋼，現(xiàn)在已經(jīng)普遍被HSLA-80 和HSLA-100 系列高強(qiáng)度鋼所替代。此類高強(qiáng)度鋼由于含有銅元素，因此有別于于傳統(tǒng)的船體用鋼。

在鋼里加入一定比例的銅，可以減慢鋼材在大氣中的腐蝕速度，銅還可以改善鋼材在海水中的耐蝕性，另外，含銅的鋼材其耐磨性也有較大幅度的提高。

但是銅在鋼中高到一定量時(shí)，將引起熱脆性。將鋼加熱到1100～1200℃(一般的熱加工溫度) ，鐵優(yōu)先氧化形成氧化皮，在氧化層和鋼之間的界面上留下一層極薄的不易察覺(jué)的液態(tài)銅(銅的熔點(diǎn)為1083℃)。

熱軋或連鑄時(shí)，鋼中殘余的銅便大量滲入晶界，造成晶間開(kāi)裂。為避免熱脆性，通常將鋼中的銅作為有害元素而限制在0.35 %以下。另外，含銅鋼的氧化皮去除困難，使制品的表面質(zhì)量低劣。某些在特殊環(huán)境中服役的鋼，若殘余銅含量高，還可能出現(xiàn)輻照脆性、去應(yīng)力脆性和回火脆性等問(wèn)題，核容器用鋼必須控制殘余銅含量≤0.08%。

由于銅的有害作用，人們都怕銅鋼。冶煉過(guò)銅鋼的爐子通常要經(jīng)過(guò)多次洗爐，同時(shí)為控制鋼中殘余銅含量而進(jìn)行的處理，都無(wú)疑增加了生產(chǎn)成本。再一個(gè)，HY-80系列鋼在焊接前要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱，這也使造船成本增加。

近代航母用鋼發(fā)展

近年來(lái)，國(guó)外對(duì)銅合金化進(jìn)行了深入研究，并開(kāi)發(fā)出一些含銅的新鋼種。這類新鋼種以美國(guó)的可焊接低合金高強(qiáng)度HSLA-80及HSLA-100 鋼為代表。HSLA-80鋼是以ASTM710鋼為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的一種低碳、銅析出強(qiáng)化鋼，其強(qiáng)韌性可達(dá)HY-80鋼要求。

采用HY-80型焊接材料焊接時(shí)，HSLA-80鋼的熱裂抗力和冷裂抗力都優(yōu)于HY-80 鋼。由于焊接預(yù)熱過(guò)程的減少或取消，造船成本比采用HY-80鋼降低50 %～90%。優(yōu)良的焊接性能是由于焊接過(guò)程中的熱量使銅溶解，晶粒粗化，熱影響區(qū)軟化。

HSLA-80鋼于1984年開(kāi)始用于艦船建造。在HSLA-80鋼基礎(chǔ)上發(fā)展的HSLA-100鋼強(qiáng)度、韌性可以達(dá)到或超過(guò)HY-100鋼，取消焊前預(yù)熱仍可保持好的可焊性。

HSLA-100鋼也是低碳、銅析出強(qiáng)化鋼，它采用錳、鎳、鉬來(lái)增加淬透性，鎳改善韌性，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)ε-Cu的析出強(qiáng)化效果，銅含量高于HSLA-80鋼。

作為HY-100鋼的替代品，HSLA-100鋼自1989年起開(kāi)始使用。像美國(guó)的“提康德羅加”級(jí)巡洋艦、“阿里．伯克”級(jí)新型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦和“尼米茲”級(jí)核動(dòng)力航母的某些結(jié)構(gòu)及“黃峰”級(jí)兩棲攻擊登陸艦的主要結(jié)構(gòu)，使用的都是HSLA-80鋼，氣墊船的船體材料也是這種鋼。

而美國(guó)先進(jìn)的攻擊型核潛艇(非耐壓殼體)和新建的航母殼體則用HSLA-100，如1993年下水的CVN-74“斯坦尼斯”號(hào)航母上就大量使用了厚度從15.9到25.4mm的HSLA-100鋼。

我國(guó)艦船用鋼

中國(guó)的潛艇用鋼有590Mpa的921鋼與785Mpa的980超級(jí)鋼，前者是HY80級(jí)別的，后者是HY100級(jí)別的。921估計(jì)是039用鋼，而90年代研制的航母與潛艇耐壓殼體980鋼估計(jì)將使用在09III上。

HY80鋼的潛深能達(dá)到400米，HY100鋼能達(dá)到600米。980鋼配套的焊接材料，通過(guò)合理的合金設(shè)計(jì)，超純冶煉和超低氫工藝措施，很好地解決了與母材等強(qiáng)匹配。在非常嚴(yán)格，苛刻和不同季節(jié)的條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)980鋼在產(chǎn)品制造和施工工藝上的適應(yīng)性考核，結(jié)果表明980鋼具有良好的造船工藝適應(yīng)性。980鋼嚴(yán)格地按照科研程序走完了研制全過(guò)程，填補(bǔ)了我國(guó)785Mpa級(jí)耐壓殼體用鋼的空白，使該材料達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。