从工业革命开始，钢铁就成了战舰最亲密的“盟友”。一艘艘威武的战舰在大洋上劈波斩浪，是钢材撑起了它不屈的脊梁，也是钢材为它们穿上了一件件“钢盔铁甲”。

    然而，你可曾想到，两百多年来，军用钢材的发展脚步从来没有停止。那些看上去形色单一、毫无生命迹象的舰艇用钢，竟有几十个型号、上百种规格，它甚至决定着舰船装备的升级换代。

    前不久，记者走进某大型钢铁企业，就此话题采访了海军某办公室高级工程师邵军。

    钢材也有“升级”压力

    记者：能不能简要介绍一下军用钢的发展情况？

    邵军：舰用特种钢材料具有批量小、规格多、要求高的特点，决定了各国舰船材料体系的发展原则一般都是：改进提高现有材料和发展新材料并举。为了不断满足舰船对船体钢的更高要求，世界各国都对现有成熟钢种不断改进提高，进行深化完善的研究工作。如美国HY80/100钢，自50年代研制成功以来一直在进行改进提高的研究工作，目前已修订标准11次，对技术指标要求、冶金工艺方法、化学成份分档、钢板厚度规格、钢中夹杂元素及冶金质量控制等方面不断完善，精益求精。

    我们国内在这方面也做了大量的工作，通过先进冶金技术及多种技术途径，促进了船体结构钢及配套材料技术进步。如：某船体钢实现了由模铸提升为连铸供货，板厚度规格范围扩大，并实现了全厚度等强匹配，提高了舰船结构安全性，有效减轻结构重量，大幅缩短生产周期，并已应用于海军舰艇的建造，为我军实现船体材料的升级换代奠定了技术基础。

    资料图：某特种钢生成流程示意图

    高强度是永不停止的追求

    记者：军用钢的高强度是它的一个传统特色，近年来有什么新的进展？

    邵军：高强度是各国军用钢的共同追求，从来没有停止过。国际上，一般用“屈服强度”来表示船用钢材的强度特性，计量单位为MPa（兆帕）。

    以国外航母为例，航母甲板需要承受飞机起降的巨大冲击力以及燃气冲刷、爆炸冲击等极端复杂的服役环境，技术要求很高，强度级别和厚度大大高于一般船体结构钢。美国航母大量采用690MPa级高强钢作为航母甲板用钢，新近又研发了强度级别785MPa级的HSLA115钢，已经开始在新型航母——福特号上试用。

    为满足大潜深潜艇（500-600m）主船体的建造要求，俄、美、日等国已采用了屈服强度为900MPa～1080MPa级超高强度潜艇耐压壳体用钢。美国研制的HY80钢、HY100钢、HY130钢、HSLA100钢等应用于舰艇制造的高强度低合金钢，最高强度达到900MPa，被美国政府作为战略物资，不允许擅自出口。日本90年代开发的NS110钢屈服强度已达到了1080MPa级，俄罗斯研发的АБ系列钢最高强度甚至达到1175MPa级。

    我国的舰用特种钢研制也达到了相当的技术水平，某型艇用耐压壳体用钢采用了国际先进的合金设计和生产工艺，不仅强度高，还具有高韧性和耐海水腐蚀性能。

中国海军核潜艇

    焊接性是各国面临的难题

    记者：焊接性能是不是也是钢材研制过程中的一个难题？

    邵军：的确是这样。通常，随着钢的强度级别的提高，钢中合金元素增多，钢的碳当量和裂纹敏感性也随之大幅增加，这使得钢的焊接变得十分困难。如何兼顾高强度舰船用钢的强度和焊接性，已成为船体结构钢设计的一个关键因素。

    从上世纪八十年代开始，以美国海军为代表，逐渐开发、应用了新一代高强度易焊接舰船用钢——HSLA系列船体钢。

    从冶金学上来讲，新一代船体钢与传统调质型高强度船体钢完全不同，它是以低碳铁素体钢或超低碳贝氏体钢为基础发展起来的。该系列钢合金设计具有如下特点：为了保证优良的焊接性和良好的低温韧性，钢中碳含量明显降低。Cu是该钢中最主要的强化元素。通过时效处理析出细小弥散的ε-Cu颗粒，产生强烈沉淀强化，弥补了降碳引起的强度损失。由于碳当量的降低，这类钢的某些高强品种甚至可以实现0℃焊接不预热，大大简化了造船工艺，缩短了造船周期。

    该系列钢在保证高强度、高韧性的前提下，具有很好的焊接性能，已经用于航母、巡洋舰、驱逐舰等大型海军装备的建造。

中国海军潜艇

    隐身化是一种发展趋势

    记者：能不能谈谈新型军用钢的发展趋势？

    邵军：我们都知道，一般钢铁都带有一定磁性。磁性对军舰来说是非常不利的。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打击。所以舰艇均需消磁，以防止磁性水雷或者通过磁力探测到军舰。我们经常可以看到这样的场面：很多军舰在坞内或码头上被电缆“五花大绑”，这是在进行通电消磁作业。

    低磁和无磁钢对舰船隐身能起到非常好的效果。无磁钢是一种功能材料，它在舰艇等装备方面用途很广泛。例如1977年开工建造的世界上最大的弹道导弹核潜艇“台风”级潜艇非耐压壳体就采用了高强度低磁钢，这级艇直到现在仍在俄罗斯服役。德国一直采用低磁钢建造潜艇，目前服役的212型艇就是采用高强度低磁钢，虽然强度不如美国HY-80钢，但弹性较好、易加工、具有防磁特性、不易锈蚀，所造潜艇对磁探仪和磁引信均有隐身防护作用，并且耐冲击，有其独到之处。

    由于钛合金有强度高、重量轻、耐腐蚀、非磁性等特点，非常适合在舰艇上使用，也早被各国加以关注。尤其是前苏联将钛合金成功用于潜艇建造，取得令人瞩目的成就。利用钛合金制造潜艇，不仅没有磁性，减轻了重量，更使潜艇的下潜深度超过了1000m。

    我国在无磁钢的研究方面也取得了很大成绩。如我国研制成功的某低磁钢已用于扫雷艇壳体、潜艇磁罗径围壁和消磁码头结构件等。



 

责任编辑：王元

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