我國已經研製出超級鋼是真的嗎?

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不過,這兩種超級鋼在軍事上的用途並沒有想象中的那麼大。例如S600E號稱“使不鏽鋼裡有了結構鋼,結構鋼裡有了不鏽鋼”,但沒人會用索氏體不鏽鋼去造潛艇的耐壓殼,也不會去造航母的飛行甲板,原因就在於說的這句話,它並不是很好的結構鋼。而抗拉強度2200MPa的D&P鋼雖然沒有說屈服強度是多少,估計不會低,但是根據組分——10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩來看,碳當量是很高的。碳當量計算方為:C=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]×100%。那麼代入數字之後,可以發現碳當量是2.276%,而碳當量如果在0.06%以上就屬於難焊接合金了,2.276%的碳當量就屬於基本無法焊接的合金,不可能去造潛艇耐壓殼和航母甲板。而且這種鋼沒有含Cr,耐腐蝕性可能一般。

實際上,造潛艇、航母,不是隻看鋼的屈服強度一個指標,而且也不是屈服強度越高越好。例如美國的HY-80和HY-100的屈服強度分別為550和690MPa,國際上類似的鋼材很多,但這兩種鋼至今仍是美軍潛艇和航母的重要結構用鋼。當然,後來採用的是焊接性更好的HSLA-80、HSLA-100,屈服強度分別與HY-80、HY-100相當。美國“海狼”級攻擊核潛艇也才用HY-100鋼,而洛杉磯級、弗吉尼亞級攻擊核潛艇的耐壓殼則是HY-80。潛艇耐壓殼的性能高低除了鋼材本身性能之外,還有艇型設計、彎板技術、焊接技術等等。例如洛杉磯級早期型和後期型都是HY-80鋼,但是早期型下潛深度只有300米,而後期型則達到了450米。

至於美國搞出來的HY-130鋼,屈服強度雖然達到了890MPa,但在艦船、核潛艇上卻基本沒有應用,原因是既貴又難焊接。

我國並不缺與HY-80、HY-100相類似的高屈服強度鋼,所以沒有超級鋼,造潛艇、航母也沒有遇到什麼問題。(S)


聯合防務

迷彩虎軍事為您回答。其實就在去年八月份,由我國香港大學,北京大學、臺灣大學的青年科學家組成的科研團隊,成功研發出了一款超級鋼,屈服強度達到了世界最強的2200兆帕。

民用船隻使用的鋼板屈服強度只要250兆帕就能滿足需要。普通軍艦的鋼板能達到300兆帕就算達標了。而需要承受重型艦載機起降的航母甲板,使用的鋼板就要達到800兆帕以上。潛水艇用鋼的要求最高,需要達到1100兆帕之上,才能保證深度潛航時不被海水給壓扁壓碎。我國“超級鋼”2200兆帕的超強屈服強度,是西方潛艇用鋼強度的2倍之多,今後如果使用這款“超級鋼”,我國潛艇將成為真正的深海殺手。

我國研發的超級鋼性能這麼驚人,成本卻並不太高,只有航空工業常用的馬氏體時效鋼的五分之一。所使用的主要原料都是常見的合金元素,並且使用冷軋、熱軋、熱處理等常規工業製備工藝,並不需要特殊的加工工藝製備,可進行大規模工業化生產。東西好還不貴,典型的“中國製造”。除此之外,在750攝氏度環境下對超級鋼施壓,能讓兩塊鋼板表面的微粒相互滲入,密切的接合在一起。可塑性是普通鋼鐵的兩倍,接合後的鋼板沒有任何焊接痕跡,也不會發生強度劣化。將大大提高各種超級鋼加工產品的質量性能。

當年日本最早提出了超級鋼概念,不但沒有研製出來,還爆出了神戶制鋼長期篡改數據生產次品的醜聞。其他科技強國的超級鋼還都在實驗室裡。而我國是全球第一個也是唯一一個實現了超級鋼工業化生產的國家。寶鋼、鞍鋼等已經實現了超級鋼熱軋帶鋼的工業試製和生產,批量生產了百萬噸的超級鋼。一汽已經將超級鋼用於汽車製造。

隨著產能的不斷提升,今後超級鋼還將用於高鐵、造船、機床、建築和航天等諸多領域。相信我們普通民眾的生活也能用上超級鋼。在這裡,虎哥要感謝這些偉大的中國科學家和工程師們,因為有你們,祖國的明天會更強,會更好。


迷彩虎軍事

近日出來一個重磅新聞,說我國的2200兆帕鋼材研發成功了,這很厲害的。為什麼?我們以潛艇作為例子吧。

1980年2月26日服役的日本夕潮級潛艇,在耐壓艇體上首次採用了超高強度的NS80型鋼材,這個鋼材迄今為止仍然在日本最新的蒼龍級潛艇上有所使用,其屈服強度達到了784MPa,最大板厚為100mm,這不說在當時,就算是在現如今的世界潛艇耐壓艇體鋼材裡,也算是較為先進的性能。為此,“夕潮”級潛艇的下潛深度達到了300米,已經接近美蘇當時普通核潛艇的下潛深度,也奠定了日本材料先進和常規潛艇先進的基調。

蒼龍級潛艇採用了超高強度鋼材建造。

而在日本隨後研發的春潮級潛艇上,首次採用了日本最新研製的NS110型超高強度鋼材,其屈服強度高達1080MPa,最大板厚65mm,這種先進的鋼材,至今仍然是“蒼龍”級潛艇上主要部分使用的鋼材,從那時候開始,日本的潛艇用鋼開始成為世界先進水平,彼時我國最強大的潛艇用鋼也就750兆帕的屈服強度。

但是日本的材料科技發展遇到了瓶頸,這麼多年來一直在沿用NS80和NS110兩種鋼材,並沒有取得新的突破,而我國在新一代的常規潛艇和核潛艇上也開始運用屈服強度超過1000兆帕的新型鋼材,和日本在潛艇用鋼上站在同一起跑線上。

蒼龍級潛艇是下潛深度最大的常規潛艇。

但是對於我國而言,僅僅達到這個程度顯然是不行的,我國新近研發的2200兆帕屈服強度鋼材,將會確保我國的潛艇用鋼強度達到日本目前最好水平的2倍,這個技術水平比俄羅斯和美國都要高出很多,俄羅斯和美國目前也徘徊在1000多兆帕上無法突破,這意味著我國在這個領域站在了世界第一的位置上。

我國海軍039B型潛艇,除了潛深以外,其他方面均已經超過了蒼龍,如果用上2200兆帕屈服強度鋼材,那麼以肯定他將會是下潛深度最大的潛艇了。

使用NS80和NS110混合艇體的日本蒼龍級潛深在400米以上,我國採用了2200兆帕屈服強度的潛艇潛深將會達到600米以上,這個深度很多的魚雷都已經無法作戰,很多軍艦也難以探測到潛艇,這樣的深度配合我國魚-10型魚雷再好不過,因為魚10的作戰深度最大可達1000米深度,也就意味著我國深海發動攻擊的未來潛艇,已經呼之欲出了。


回答者簡介:張浩,亞太智庫研究員,《艦載武器》雜誌評論員,在《兵器》、《艦載武器》等多家軍事期刊發表《現代山地戰怎麼打》、《共和國炮艇小傳》、《奪灘奇兵》等文章30餘篇,在海軍作戰理論和海上作戰武器裝備等領域有獨特見解,著有《預警機、電子戰機》一書,獲得軍迷群體一致好評。


海事先鋒


資深機械設計師

我相信超級鋼的研究成功,這對於我國來說就是一個響雷,向世界宣示中國人沒有什麼事做不成的,有了它我們各種武器裝備就沒有什麼做不到的、只要我們中國人堅定信心沒有什麼幹不岀來的、向偉大科學家和工程技術人員及廣大工人致敬。


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超級鋼是一種什麼鋼

超級鋼也被稱為“微晶鋼”,是一種超高強度、低合金含量的特種鋼材。也就是說,超級鋼就是通過各種工藝方法,將普通碳素結構鋼的鐵素體晶粒細化,從而使其強度大幅度提高的鋼材。

眾所周知,在國際上通常使用指標“屈服強度”來衡量特種鋼的性能水平,計量單位是MPa(兆帕)。比如,普通的民船用鋼的屈服強度最多有250Mpa,中小型軍艦用鋼需達到300Mpa以上,而新型航母用鋼至少不能低於600Mpa。

因為沒有超級鋼中國忍辱負重

日本媒體曾經洋洋得意地宣稱:中國因為特種鋼材技術落後,其常規潛艇只下潛200米左右,核潛艇的下潛也不超過300米,這遠遠不是下潛500米的蒼龍級的對手。可以說,中國超級鋼落後是一個客觀實事,中國只能忍辱負重。

中國超級鋼橫空出世一鳴驚人

  • 2017年8月,全球的頂級學術期刊《科學》雜誌刊登出一則消息:中國成功研製出屈服強度高達2200MPa的“超級鋼”並實現批量生產,此消息如同重磅炸彈一般令人震驚的,中國是目前唯一實現了“超級鋼”工業化生產的國家。

  • 2017年12月12日,《解放軍報》報道,中國特鋼企業協會、冶金工業規劃研究院、鄭州永通特鋼有限公司聯合發佈新聞:我國研發團隊自主研發並命名的“超級鋼”——索氏體高強不鏽結構鋼S600E正式面世。據介紹,SE600的屈服強度達600兆帕,即使在-40℃條件下,也表現出良好的抗衝擊性能。

從這兩則消息看,中國超級鋼儼然正式問世。

中國超級鋼的重大意義

中國潛艇的下潛深度可能達到1000米左右。因為:美國HY130型特種鋼材屈服強度超過900MPa,其海狼級核潛艇的潛深才600米;日本的NS110型特種鋼材為1080MPa,其蒼龍級常規潛艇潛深為500米。假如,中國造出屈服強度高達2200MPa的“超級鋼”,那麼中國潛艇的潛深必將無法估量。


武器風暴眼

是的!我國是世界上唯一一個實行了超級鋼量產的國家,很多國家目前都還沒有實現超級鋼的量產。那麼何為超級鋼呢?

顧名思義,超級鋼就是一種比一般的鋼鐵更加強硬的鋼鐵,那麼他有什麼特殊的地方嗎?請聽小宇為您一一分析,超級鋼一般都是運用在軍事裝備上,比較需要超級鋼的就應該是核潛艇了,因為核潛艇需要下潛到水下很深的地方,眾所周知,越往下潛的話,水對潛艇的壓強就越大,所以說潛艇最重要的就是他船身的材料,而超級鋼就滿足了這一點。

舉個例子,一般的鋼鐵硬度大約在250Mpa左右,海上軍艦的船身鋼鐵硬度得達到300Mpa,美國自主研發的HY100鋼的硬度大約在900Mpa左右,已經運用到了潛艇身上,而我國研發的超級鋼硬度達到了2200Mpa!是美國的硬度兩倍之多,所以說在日後超級鋼對我國的軍事會做出無可比擬的貢獻。

最重要的是它的硬度比一般的鋼鐵要硬,但神奇的卻是他比一般的鋼鐵還要輕30%,而且超級鋼的製作成本特別低,材料也易得,最重要的是他廉價的身價卻擁有可以比擬鈦合金的硬度!這對我國的工業和軍事都是一個質的飛躍。

我是小宇,如果有什麼想要討論的,歡迎在下方留下您的批評和意見!


小宇談軍事

2017年8月24日由中國京港臺三地科學家共同研製的超級鋼S600E誕生了,S600E實現了超過2000兆帕的屈服強度。因為S600E實在中國科技大學的研究室研製而成,所以,若要將要工S600E業化生產,仍需要對現有鋼鐵企業的相關設備進行技術改造,才可直接生產。


那麼這個2000兆帕是個什麼概念呢?舉個簡單例子:海上航行的民用船隻,只需250兆帕的鋼材即可,而常規軍艦300兆帕就可以,像航母這類大型軍艦,因為要承擔飛機起飛,鋼板屈服度需要達到800兆帕才可,而素有大國利器之稱的核潛艇則需要1100兆帕以上,之前俄羅斯潛艇使用的高強度鋼處於世界領先水平,屈服強度達到了1170兆帕,而中國最新研製的S600E,2000兆帕的屈服度超越美俄德日兩倍,關鍵是重量只有普通鋼材的70%。


後來央S600E還上了央視一個叫《原來如此》的科協節目,節目中用金剛鑽去鑽超級鋼,超級鋼沒事,金剛鑽鑽頭斷了。“好鋼用在刀刃上”可見其強度匹敵鈦合金,同時成S600E成本更低、材料易得、只需普通製作工藝等優越條件,這對於我國在海軍艦艇領域有如神助,也為國家節省大量金錢!


棟哥曰

超級鋼是個大概念,不否認國內在某些方向有突破,但整體和國外先進水平比仍有欠缺。至於自媒體吹噓的造潛艇武器,那就是胡扯蛋,超級鋼是在某些方面有突出性能,但同樣會存在弱點,現在基本做不了綜合應用,更多是科研或局部應用。


浪漫的祿來福來

據《Nature》報道,中國成功研發出一款“超級鋼”,具有最優的強度和延展性的結合,領先於世界。其2200Mpa硬度超越美俄德日兩倍多,並且重量比普通鋼材還輕30%,這對於軍工製造來說意義非凡,足以讓中國新一代核潛艇大步跨越。

通常的低密度鋼成分體系主要有Fe-Mn-Al-C 系、Fe-Mn-Si-Al 系。材料體系中兩個性能常常是相悖的,即強度和延展性之間的對立。金屬材料的強度會隨著位錯密度單調增長,同時延展性隨位錯數目的增多而減弱。但是通過改進合金組分和加工策略可以避免兩種性質對立的局面。因此,如何在溫和的加工過程中利用價格低廉的材料實現高位錯密度下的高延展性是工業應用中亟待解決的問題。

1)其中北技大羅海文發展了一種變形分區策略來解決上述問題。研究人員利用軋製和低溫回火過程將中錳鋼成功發展為超級鋼(10%錳,0.47%碳,2%鋁,0.7%釩)。這其中錳和碳原子都是奧氏體穩定劑,而鋁的作用是抑制了回火過程中滲碳體的析出,釩的加入則可以形成碳化物來增強對滯後斷裂的抵抗性。通過引入大量的可移動位錯,研究人員成功地證明了提高位錯密度能夠同時提高材料強度和延展性。

2)北科大呂昭平通過高密度納米析出相和降低晶格錯配策略,實現高度彌散,完全的共格析出相與基底表現出非常低的晶格錯配和很高的反相邊界能,實現不降低韌性下同時強化合金。研究者製備了一系列鋼,利用Ni(Al,Fe)析出相進行強化,使合金強度提高到2.2Gpa,同時還具有很好的延展性(大約8.2%)。與傳統馬氏體時效鋼相比,析出相的化學成分能大幅度削減成本。

[1] HE BB, HU B, YEN HW. High dislocation density-induced large ductility in deformed and partitioned steels[J]. Science, 2017, 357:1029-1032.

[2] JIANG S, WANG H, WU Y. Ultrastrong steel via minimal lattice misfit and high-density nanoprecipitation[J]. Nature, 2017, 544:460-464.


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