航母用的鋼材和普通鋼材有什麼不同?

哦酷狗急功近利了


圖片上是美國海軍的兩種航母用鋼材的牌號,其中HSLA–80是“尼米茲級”核航母的用材,大概相當於核潛艇耐壓殼體用的HY–80鋼;而HSLA–100則是目前“福特級”核航母所用的鋼材,與潛艇的HY–100鋼相似(凡是可以生產潛艇耐壓殼體鋼的國家,理論上都能生產航母用鋼)。從化學成分來看倆牌號屬低碳中等合金含量的鋼材,裡面有一點:鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鈮(Nb),總合金含量不如18–8型奧氏體不鏽鋼。
這個是老國標牌號的16Mn低合金高強度鋼(用途很廣泛,大量的民用船舶都使用它)的化學成分表,可以看到比航母用鋼材的合金含量少了很多。

航母鋼和普通船舶鋼的生產,首先都要通過大型轉爐進行冶煉(要求容積150噸以上,這樣才符合大批量生產效率)→通過40分鐘的氧化法冶煉後出鋼,將盛有鋼水的鋼包吊運至“爐後工段”→使用LH爐外精煉工藝再一次淨化鋼水和合金化處理→精煉完畢後,鋼水包被吊運至澆鑄線 (工段),這個時候出現了工藝上的差別,航母用鋼材可能會繼續使用傳統的模鑄錠工藝,而普通船材要進入到“連鑄”……模鑄錠的好處就是鋼錠在模內進行保衛緩冷,會使鋼錠內在質量得到加強、細化鋼的晶粒、防止冷卻不均形成外表和內部拉裂,同時提高了開坯後的壓縮比;而“連鑄”工藝則取消了鋼錠的開坯工序,減少了工藝流程(省不少錢)可將需要的鋼坯直接生產出來,但是在質量上肯定沒有模鑄錠開坯後的鋼坯好。


不論是模鑄錠鋼坯或者“連鑄”鋼坯(板材坯),最後都有進入到板材軋機,軋製成最後所需要的合格的鋼板→航母用材和普通民船板材所用的軋機上一樣的,不要認為僅航母板材在尺寸上是超寬超長,大型民用船舶超過10萬噸的種類有都是,ULCC(30萬噸超級油輪)、VLCC(20萬噸超級油輪)所使用的鋼板和球扁鋼(船的“肋骨”)尺寸要比航母大的多,也必須使用5500㎜軋輥長度的“寬厚板軋機”去軋製!當鋼板軋製完成後要進行熱處理工藝,以提高鋼板的各種性能→再經過超聲波探傷的檢查工作後,做鋼板定尺,最後包裝出廠。

通過上面很簡單的介紹生產流程後,就會知道航母用鋼材和民船用鋼材在生產工藝流程上幾乎沒有差別,只是在一些工藝細節上略微不同罷了。當然航母用材需要更加耐腐、抗衝擊性能(每個批次都需要做U型缺口打擊實驗)、抗拉性能……性能都要大大超過民用船舶鋼材。
“福特級”航母進行模塊安裝工序,所有的模塊都要進行焊接。

另外,不要想象航母鋼材裡面有什麼稀有金屬和非常高的合金含量,要是那樣的話會給前面所講的那些工序帶了非常大的麻煩!因為含合金量越高會造成化學成分不容易掌握,冶煉工序非常容易“出限”(超過規定的化學成分限制)和鋼材內部金屬“偏析”的問題,要在這樣整個一爐子鋼水就報廢了!還有就是合金含量高給後續的鋼板加工,特別是焊接帶來極大的困難!從理論上來說,焊接工藝就是在兩塊鋼板之間的焊縫上進行一次重新冶煉熔合的過程,由於各種金屬的熔點不同要想焊縫的強度等同母材是非常不容易的事情,而金屬成分越複雜就越容易造成焊接失敗!所以,航母鋼材除了適當適量的合金成分之外,化學成分並不很複雜。
正在室內船臺


進行模塊焊接工作的英國“女王級”航母。

航母的建造是一個非常複雜的工程,這需要統籌兼顧,每一個系統和學科(部門)都要相互照顧和妥協、折中,拿出一個最佳方案才能進行施工,否則各自為政到了最後航母也就建不成了。



皇家橡樹1972


航空母艦不是從頭到尾只用號一種鋼材,因為航空母艦也不是全部由鋼材建造的。實際上航空母艦上用的鋼材中就是普通的材料,只是說有些部位有特殊需求就採用特殊的鋼材。這和機汽車廠生產汽車一樣,車架的材料和引擎蓋的的材料牌號是不一樣的,雖然說都是鋼材。



要說航空母艦的一些特殊的鋼材是會有特殊性,包括抗拉強度,另外還有其中的元素比例等。航空母艦的材料需要滿足使用50年以上,所以對船體材料是有要求的,包括耐腐蝕性等。

航空母艦的建造是一個複雜的過程,其中材料也是來自不同的廠家,對於材料來說有不同的牌號,譬如鋼材就是以屈服強度來定義,同時對於材料的其他物理特性也有規定。不同的廠家生產的相同牌號的鋼材會有差異,但是都需要符合標準。



對於鋼材來說不同爐號不同批次的材料是有區別的,這些鋼材就是來自於與民用鋼材同一個工廠。只是其要求不同而已,並不會為這些鋼材而建立新的生產設施。


航空視界


它是特舒用途,必須用特別才料。


遠貴33


更硬更堅更久。


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