中国有句谚语“好钢用于刀刃”,从名字就可以看出,只有好材料才能做出好武器。 今天必须改变这句话“好钢被用作航母和核潜艇这样的大国的重器”。 航母必须频繁承受数十吨重的舰载机高速下降的冲击动能和航空发动机高温气体燃烧带来的严峻考验,防止各种威力对舰武器爆炸损伤的能力也是必须承受的核潜艇长期承受数百米深海压力,具有充分可靠的防沉降性能 航母、核潜艇使用的特殊钢材,由于技术含量极高,严重影响国防安全,一直是世界钢铁行业最高级的绝密产品,只有美国、俄罗斯、中国、日本、法国等少数国家掌握相关的生产技术,严格控制对外转移的出口。
高性能核潜艇对特种钢材的性能要求极其严格
2017年8月,世界一流的学术杂志《科学》刊登了一则令人惊讶的消息:中国开发出了屈服强度高达2200MPa的“超钢”,实现了批量生产。 像重量炸弹一样在国际钢铁行业引起了很大的关注。 超钢又称“微晶钢”,是超高强度、低合金含量的特殊钢材,又称人类钢铁制造史上的革命性突破,世界主要钢铁生产大国在“超钢”领域开展研究,中国是目前唯一实现“超钢”工业生产的国家。 国际上用“屈服强度”指标测量特殊钢材的性能水平是众所周知的,测量单位为MPa (百万帕斯卡)。 震撼世界的中国“超钢”达到了2200MPa的屈服强度,是怎样的概念呢?接下来,用一系列的数据进行简单直观的比较。
我国成为世界上唯一掌握“超钢”工业生产能力的国家
普通民船用钢对屈服强度的要求最大为250Mpa,中小军舰为300Mpa以上,新型航母至少不能低于600Mpa。 以美国最新型福特级大型原子能航母为例,使用HSLA115型特殊钢材的屈服强度为800Mpa。 当然,要求最高的是新型核潜艇。 为了制造核潜艇外部的耐压外壳,必须采用更高性能的超高强度特殊钢材。 例如,美国的HY130型特殊钢材屈服强度超过900MPa,日本的NS110型特殊钢材达到1080MPa,俄罗斯的AK系列特殊钢材达到1300MPa。 因此,美俄日本拥有巨大潜力的潜艇,美国狼级核潜艇和俄罗斯亚森级核潜艇最多可达600米,日本苍龙级普通潜艇也可潜到500米。
日本引以为豪的苍龙级潜艇水深达500米
曾有日本媒体干劲十足地说:“中国因为特殊钢材技术落后,通常潜水艇只有200米左右的潜水艇,潜水艇的潜水深度也不超过300米,不是潜水深度达到500米的苍龙级的对手。” 日本人的这句话,如果放在20多年前就勉强成立了,但是现在明显地看错了黄历。 我国本世纪初批量生产屈服度为785MPa的980型特殊钢材,主要用于早期的093/094型核潜艇,其潜在深度达到400米左右。 2011年宝钢集团突破了屈服强度1100MPa的特殊钢材生产能力,表明我国潜艇用钢已经进入世界先进的行列。 如今,“超钢”横空诞生,使中国处于领导地位,解决了我军下一代核潜艇开发生产的重要问题。
“超钢”的应用简单地领导了我国新型核潜艇的潜能和安全性能
核潜艇的潜航深度不仅是特殊钢材的屈服强度,屈服强度高的传统特殊钢材往往使焊接难度和焊接成本倍增,反而成为制约潜艇性能提高的瓶颈。 中国的这种新型“超钢”具有2200Mpa的屈服强度和16%的均匀伸长率,“硬而不脆”,具有良好的耐压性、延展性和焊接性对核潜艇尤为重要,据公式表明,目前中国的“超钢”早期生产能力有限, 所有产品优先提供防卫军工业领域,意味着我军新型核潜艇的潜能和安全性能大大超过美俄核潜艇。 至今为止日本引以为豪的苍龙级潜艇,更不值得班门摆弄斧头。 (作者:利刃/晨言无言)