如果航母使用不鏽鋼做船體,還需要除鏽嗎?

吾本草木


先說下題目問題,再解釋航母用鋼。其實航母用鋼,說白了也就是軍標船用鋼而已,遠談不上有“多高”的技術含量,也別老拿印度航母造不出航母用鋼來說事,這些只不過是N年前的老黃曆和地攤新聞看多了而已,印度不僅能造航母鋼自己用,印度塔塔公司還為英國伊麗莎白女王號航母的建造,提供了大約4萬噸左右的航母用鋼,印度塔塔公司聯合若干技術公司為英國航母研發了三種牌號的鋼材,用於航母船體、飛行甲板包括重達130噸的滑躍起飛甲板。所以,遇到問題多多查查資料,對照一下再選擇相信不相信,實際上目前能造航母用鋼的國家不少了(五常+日韓德印瑞)。我知道很多人又要無腦噴印度航母用鋼,不相信的可以自己去查資料,也可以看下圖:

上文基本意思就是,塔塔公司在英國皇家海軍新航母項目中獲得的榮耀,為英國航母提供4萬噸鋼材,並研發三種牌號的輕質高強度鋼鐵,還將繼續為威爾士親王號供貨。印度生產的航母鋼主要性能類似於美國的HSLA-100(美國CVN-74以後的尼米茲級航母大量採用)。這都是2014年時候的新聞了,但是現在任然有許多人將印度不能生產航母鋼的“假新聞”奉為圭皋。所以說這種不了情況,就胡亂蔑視的文章,只能拉低我們的眼界,對於科技發展百害而無一利。

我們在這裡講印度航母用鋼的例子,並不是要特意指責什麼,只是告訴大家,在搞材料的人眼裡,航母用鋼(材料本身)真沒有什麼高不可攀的,不用太過在意。至於不鏽鋼能不能造航母,答案是當然可以,並且性能比現在航母建造使用的鋼材還要好的多。實際上在鋼鐵研究領域,航母用的鋼材耐腐蝕性、強度、韌性真的很一般,就是你們常用的不鏽鋼保溫杯的材料都比東西要高級許多,特別是韌性和耐腐蝕性方面強多了,強度也可以通過加工硬化解決。那麼為什麼不用呢?道理和都知道鈦合金造船殼、潛艇殼特別好,但是特別貴、造不起是一樣的。即便是軍用艦船,依然要考慮在性能堪用條件下的成本因素,有些東西不是沒有更好的,只是不划算所以不使用罷了。

補充說明幾點內容

1、美國航母用鋼從尼米茲級前幾艘的HY-100,到從CVN-74開始大量使用的HSLA-100,到福特級最新開始應用的的HSLA-115鋼,在性能上並沒有太大的進步,那麼從HY(高強鋼)改到HSLA(高強度低合金鋼)最大的理由,就是為了改善鋼材的易加工性和可焊接性,從而降低製造工藝的複雜程度,降低成本和節約勞動時間。

2、目前現用的各種航母鋼材,無論是強度還是其他性能,都遠遠不是最好的,只不過是在滿足性能要求的前提下,儘量採用綜合建造成本最低的材料。比方說,美國以前搞的HY-130和日本的NS-110都比HY-100強度高的多,但是為啥不拿來造航母,原因就是這些鋼材的焊接工藝太複雜,造起來費錢費事。

3、所以一種鋼材並不是強度越高,用來造船就越好,還要考慮其他指標和經濟成本,不要總是一說研製出屈服強度超過XXXXXMPa的鋼材,就覺得能造“殲星艦”了,並沒有什麼用。


衛青點兵


正在建造中的“福特級航母”第三艘“肯尼迪號”,從船舶製造工業所使用的材料來說,不鏽鋼可以作為船舶製造材料,但將它用在航母建造用材目前來看還暫時條件不允許的!

航母用鋼不單單是防鏽這樣的簡單,它是一種綜合性能考慮的一種鋼材,要求的是:便於大規模冶煉,軋製、強度高韌性大、易於焊接…等等諸多因素的考慮。
航母用鋼並不是業界外想象的那麼複雜,在這種小表格裡HY-100是目前“弗吉尼亞級”核潛艇耐壓殼體所用的鋼材化學成分;HSLA-100就是“福特”級航母製造艦體的鋼材化學成分。

從化學成分表可以看出,這個牌號的鋼化學成分並不複雜,合金元素含量也不高。相對簡單化學成分的鋼牌號,在冶煉過程中比較容易掌握和操作(化學成分越複雜、合金成分含量越多,就越容易出現化學成分偏析的冶煉缺陷,後果就是這個爐號的鋼報廢了),並且在後續的軋製過程中也較容易控溫(鋼坯在軋製前需要均熱,合金成分太複雜會出現燒損或者均熱溫度達不到,造成鋼材軋製困難)…所以,航母這樣較大規模用的鋼,必須要在保證性能要求的前提下儘量要成分簡單才行!


目前最通用的18-8型不鏽鋼的化學成分表,對比於HSLA-100鋼的化學成分和合金含量是比較的高。

目前在民用領域最常見的就是Cr13型不鏽鋼和18-8型不鏽鋼,這兩種不鏽鋼化學性能穩定,特別是18-8型耐海水腐蝕性相對的強,並且已經是小型遊艇的建造材料…但是,航母用鋼第一個標準就是強度要求的問題,比如:飛行甲板要承受十幾萬次的(服役期內),重達20~30噸重的艦載機起降衝擊!在“重量加速度”的物理作用下,要求飛行甲板的材質非常的結實耐用,否則就會出現機毀人亡的重大事故。


“企業號”
核動力航母建造時,所用的飛行甲板用超長超寬鋼板,但是飛行甲板的厚度通常都在50毫米左右,太厚了就會增加“死重量”,會使得反應堆的功率白白的消耗掉。

從目前鋼鐵工業的技術能力來看,加工出來超大超寬的不鏽鋼鋼板也不是難事兒,但是不鏽鋼鋼板的強度能否達到航母的標準就在兩說了,板材和型材若是達不到技術要求它也不能用在航母建造上。
圖片上是不鏽鋼焊絲,有焊接常識的看官都知道不鏽鋼是比較難以焊接的材料,需要採用:氬弧焊、等離子焊…等較為複雜的焊接工藝,並且材質越厚焊接越困難!因為它的化學成分複雜、合金含量高,在焊接過程中非常容易出現合金成分被燒損的現象,形成焊接缺陷!這會嚴重的降低了焊縫的強度,所以不鏽鋼材料的焊接一般都在30毫米以下才能很好的保證焊接質量。




航母在建造過程中所使用的鋼板厚度也是不一樣的,比如:水線最下層艙室的厚度在80~120毫米左右,如果採用不鏽鋼建造在焊接這個環節上遇到的技術困難是難以想象的!

航母用鋼需要在:力學強度、可加工(衝壓塑形,焊接)性能、生產成本…等諸多方面考慮,而不僅僅是防腐這一個相對次要的問題,航母用鋼的價格在5000~6000美元/每噸,要比18-8型不鏽鋼便宜2000美元左右,從製造成本價格和加工性能不鏽鋼確實不宜用在航母的建造。

“福特號”開工儀式上切割的第一塊鋼板。

現代船舶的外漆生產工藝也有很大的提高,船舶水線以下部分要噴塗多層防鏽漆,特別是樹脂瀝青漆是有比較高級技術含量的,目前只有少數幾個國家可以生產,它的耐腐蝕性能較好,可以在5年不脫落…5年後航母進入到乾塢內中等維修,將舊漆剷掉在重新刷漆,這樣就大大的減緩的海上對航母的腐蝕。

總之,航母用鋼是一項多方面綜合性能的鋼材,而且現代船用漆的技術水平也能減緩海水腐蝕…也就不需要使用不鏽鋼來製造航母了。


皇家橡樹1972


首先我們要知道,不鏽鋼是不鏽耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不鏽性的鋼種稱為不鏽鋼,但是並不能保證其完全不生鏽,我們日常生活中所使用的不鏽鋼都是防鏽能力比較弱的不鏽鋼,接觸得多的主要有201、202、304、316這幾種型號的,一般來說不鏽鋼型號的標號越低生鏽的幾率也就會越大。

但是如果航母使用不鏽鋼的話,肯定不會是我們日常生活中所接觸的不鏽鋼型號了。我們知道,航母作為海上機場,艦上的飛機是整個編隊主要的遠程進攻力量,所以他在整個編隊中有著舉足輕重的地位。航母需要長時間航行在海面上,所以對建造航母的鋼材要求非常高,不僅要強度高,韌性好,更要能耐腐蝕,熱脹冷縮程度低。

過去幾年裡,掌握航母級鋼材研製生產能力的只有少數幾個國家,中國在近幾年也取得了突破性的進展,完全自主建造的002型航母的成功下水和幾次海試,都凸顯了中國在建造航母的技術和工藝上已基本成熟。

說到我國自主研製的鋼材,就不得不提到S600E。這是一種由我國研發團隊自主研發並命名的“超級鋼”,全名叫索氏體高強不鏽結構鋼S600E。這種鋼材不僅強度高、耐蝕性好,焊接性能和耐熱性能優異,更是低成本、高性價比新鋼種。SE600的屈服強度達到600兆帕的屈服強度。疲勞試驗在456-256兆帕應力循環、頻率98.2Hz條件下,1000萬次未斷裂,表面無異常現象。即使在-40℃條件下也表現出良好的抗衝擊性能,衝擊功達到40J以上。該鋼材能廣泛用於軍事領域,跨海大橋和海洋石油平臺的建設。

現階段航母建造之所以不採用不鏽鋼,主要還是從性價比上來考量,不鏽鋼的使用成本是一般鋼材的兩到三倍,雖然一般鋼材的維護頻率肯定要比不鏽鋼快,但是綜合對比,顯然還是一般鋼材更合算一點,而且新型鋼材雖然已經問世,但是其真實效果並沒有得到長期的認證和試驗,所以現階段建造航母也不會用它,等到新型鋼材技術完全成熟後,國家會考慮使用它的。







南山一隻怪


其實上面幾位答主對軍用艦船用鋼已經回答的比較全面了,總結一下就是:

1. 鋼材強度是否合適;

2. 冶煉成本;

3. 海洋的環境;

4. 所謂不鏽鋼的耐腐蝕性有多好。

我這裡簡要說一下艦船腐蝕:

①設計有“腐蝕裕量”。艦船在建造時就考慮到鋼材的腐蝕率,會設計使用超過艦體強度的鋼板厚度,以便以後在使用過程中一層一層的鏽下去,還能保證使用安全。也就是說艦體使用過程中的確是越來越薄的。至於到底要有多少餘量,這是造船業重要的技術了。

②軍艦防腐蝕技術。艦船防腐是為了減緩腐蝕的程度,並不能完全阻止生鏽。一般就是一層一層刷防鏽漆,用一段時間打磨一下繼續刷防鏽漆。這就是軍艦保養了。比如去年媒體嘲笑毛子只能給庫艦刷刷漆,除除鏽,其實這是延長艦體壽命重要的措施,一艘保養不善的船,往往十幾年就變成一層紙了。當然防腐還有使用原電池原理的,比如說給船體加個活潑金屬塊(如鋅,高中化學),或者通個電啥的,都是在用的技術。

③艦體腐蝕的類型很多。其實艦體生鏽不僅僅指自然地氧化,生物的腐蝕影響也非常大。常見的船底不管的話會有很多海洋生物附著在下面,甚至有些生物會分泌特殊的酸啊什麼的,加速艦艇腐蝕,所以艦體保養對這些生物的去除非常重要,甚至有些塗層就是為了防止海洋生物附著的。

④不鏽鋼能做船嗎?能做航母嗎?不鏽鋼能做船,而且很多,我見到的很多小河小湖裡的雙槳船是不鏽鋼做的,地面透亮,科技感十足,再大點幾十噸的船估計有。上萬噸的軍艦都使用特種鋼材,自身的防鏽能力就很強,不亞於常見不鏽鋼。常見不鏽鋼還真做不了航母,強度、形變、焊接等等都有問題。

⑤今年軍艦材料上不用特種鋼的有兩個另類的反例:1個是美國LCS項目,為追求輕量化高速度,能使用起了鋁合金,結果軍艦防鏽出了大問題,據說船上不能有任何鐵質的零件與艦體相連(想想常見的鍋碗瓢盤都要換O(∩_∩)O哈哈~)這維護成本要多高。。另一個是印尼克利旺625號導彈艇燒燬,該船身使用一種可匹敵鋼鐵強度的玻璃纖維原料,但不會反射雷達和電磁波。採用的隱形科技與美國空軍擁有F-117Nighthawk偵察機相同。再厲害不耐燒還是不行啊。

總結 軍艦選鋼材:成本 加工難度 皮實


施琅先生


需要啊。絕對防腐的材料多貴啊,像鈦金屬、鈦合金等,航母那麼大,誰用的起?航母也不是每個地方都生鏽啊。

我們能直觀看到的艦船水線以上的叫“流鏽”,它是艦艇上的鐵鏽在雨水和海水的沖刷下流淌而成的痕跡,是一種正常現象。天天受風吹、日曬、雨淋、海流衝擊刷、海洋高腐蝕侵害,甚至個別部位還有發射彈藥的尾焰噴射、油劑汙染等影響,一些部位的塗漆出現破損以致於生鏽是很正常的。航母那麼大的艦船,設備裝備更多,生鏽很正常。只要適時除鏽保養就可以了。


下雨啦16


使用不鏽鋼也得除鏽,不鏽是相對的。這就像你家的不鏽鋼刀具一樣,時間長了也會生鏽。海水的腐蝕性是很強的,另外還有海洋生物的附著,也會產生較強的腐蝕性,所以時間長了就得除鏽、重新刷漆、維護。沒有一勞永逸的,武器裝備的日常維護每天都得進行,只是維護的程度不同而已。兵器一般有日維護、周維護、月維護和年維護,只是花費的時間長短不同、維護的程度有區別。所以航母即使使用不鏽鋼做船體,也得進行除鏽。


jewyang524


你以為不鏽鋼是不生鏽的鋼呢!


fwenger2008


艦船是不可能的用不鏽鋼的,不鏽鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。舉個例子,工業管道或設備中,對介質氯離子含量的要求選大於一般碳鋼(比如試壓用水)。


Dstroyer2011


316L尿素級不鏽鋼,在流動海水裡一年後報廢。

海水中防鏽,是雙相鋼。價格貴得離譜,強度還不及普通碳鋼船用板的一半。


阿奇100


家用不鏽鋼沒磁性長期水汽接觸還會鏽跡斑斑,放海水裡肯定不行。


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