【材料】航空母舰用钢特点

近日有外媒和国内媒体同时显示，中国正在大连建造的首艘航母一切进展顺利，如果不出意外，最早明年下半年就可以实现下水，第二艘国产航母已经早上海江南造船厂开始前期建造，这是中国设计建造的第一艘国产大型直通甲板、弹射起飞的航母，因此整体作战实力有了质的提升；第三艘国产航母在设计上和美国正在建造中的福特级航母很类似，不仅采用核动力装置，还将装备世界上最先进的电磁弹射器，排水量也和美国福特级航母接近，是一艘不折不扣的超级航母。

想要造一条航母，可不像造一艘油轮那么简单。先别说舰载机、弹射器什么的，首先一条就是，你有没有造船的基本材料—航母用钢！由于航母的特殊性，它的用钢也有很多特殊要求，比如，要能抗海水腐蚀；要防磁；要耐高温，要有很高的强度、韧度和良好的焊接性能等等。

航空母舰所用钢的特点归类总结如下：

海水对舰船底部的腐蚀特别厉害，会严重影响舰船的速度和防护能力。因此，造一般民用和军用舰船的钢都要求有较强的抗海水腐蚀能力。由于航母的作战环境更为恶劣，维修所需时间也长，因此，要求所用钢板抗海水腐蚀的能力就更强。由于我国钢铁生产技术的限制，我们制造舰船所用钢材抗海水腐蚀力较差，因此我们的军舰不得不涂上一层特殊防锈漆，而且，每三四年就要进船坞大修，清除舰艇底部附着物，并重新刷防锈漆。

一般钢铁都带有一定磁力。由于地球本身是有磁场的，一般低磁钢铁制造的舰船用久了，会受地球磁场磁化，产生磁力。磁力对军舰来说非常不利。因为这容易被敌方磁力探测仪侦测到，或受到敌方磁性水雷等武器的攻击。因此，军舰用钢，磁力越小越好。由于我们制造军舰的钢铁防磁性能较差，所以我们的军舰一般是三四年后，就需要开回船坞进行逆向消磁处理。然而，这种维修性的处理对于航母这样的庞然大物来说，就太麻烦了。

飞机在陆上起飞，一般需要在三公里多，至少也要一、两公里的跑道助跑、起飞。而在航母上，飞机在一两百米内，就要从静止状态完成滑跑、起飞、腾空的过程。这除了有弹射装置助推外，更要求飞机本身有强大的推力。当飞机加力开到足以飞起的时候，发动机喷射出的火焰可达上千度，足以把一般钢材制作的甲板熔化了！一般舰载机每架都有三十来吨重，降落着舰时，对甲板的冲击力极大，因此，对甲板的抗冲击力、抗扭曲力的要求非常高。如果甲板用钢不过关，降落的飞机很可能会通过拦索把飞行甲板给掀起来。另外航母甲板还要有抗敌方穿甲弹攻击的较强能力。因此，航母甲板用钢更是非常讲究的。

航母建造所使用的特种钢所要求的强度要远远高于普通军用船舶的钢强度要求，采用高强钢板可以减轻船体重量，增加抗弹能力。特别是飞行甲板的钢材，由于要承受舰载机起飞过程中的高热和高摩擦力，更要精益求精。因此，航母舰体一定要采用高强度合金钢。船用特种钢材的屈服强度一般用兆帕表示。像油轮、散装货船，集装箱船等民用船所用钢大约有250 MPa就够使用了，普通军用船只需要在300 MPa以下就行。而航母、潜艇用钢，特别是航母飞行甲板用钢一般要求在850 MPa以上。换算成我们熟悉的单位，大致是一厘米大小的地方要能够承受5000～8000公斤的冲击力。你看，这钢材抗压能力有多强。

目前，世界上能制造航母、潜艇用钢的只有美国、日本、法国、俄罗斯等少数几个国家。其中，质量最好的还得数美国。

美国用来制造航母飞行甲板的钢的屈服强度一般在850兆帕左右。他们现在已经开发了两个系列的特种钢。一种是HY系列特种钢材。HY-80是一种镍铬和加入钛的合金钢，屈服强度在800兆帕左右，是制造航母或者造核潜艇最佳钢材。用这种钢制造的潜艇，能下潜2000米，而后美国又在HY-80钢的基础上，发展了屈服强度不低于 686兆帕的 HY-100钢，相比于HY-80提高了钢的耐蚀性、强度，改善焊接性、成型性与机加工性等，其也是当前美国海军航母重要部位的主要材料。