继美俄后掌握的技术:1平方厘米甲板钢,可以承受住6.9吨的压力

2008年,辽宁鞍钢集团接到了一个关乎国运的工程任务,必须在两年时间里突破美国和俄罗斯的技术封锁,研发出一种特制的钢材。

事关国运,兹事体大,鞍钢不敢有任何松懈,在技术团队不断地攻坚克难下,只用了一年的时间就完成了世界性的技术难题,而鞍钢的任务就是锻造航母所用的特制钢材。

继美俄后掌握的技术:1平方厘米甲板钢,可以承受住6.9吨的压力

航母

航母是一种以舰载机为主要武器的大型水面舰艇,可以供舰载机起飞和降落。它通常拥有巨大的飞行甲板和舰岛,舰岛大多坐落于右舷。航空母舰是世界上最庞大、最复杂、威力最强的武器之一。

作为一个国家综合实力的象征。有了航母以后,国家的海上力量将出现立体化、体系化、综合化和信息化的提升,将一个国家的海上作战范围从近海推向中远海。

继美俄后掌握的技术:1平方厘米甲板钢,可以承受住6.9吨的压力

如今,全世界不到10个国家拥有航母。我国为了发展现代化海军,提升国防实力,建造航母也成为了必然要求。但是建造航母除了花费巨大,还有很多技术性难题。

2005年4月,大连造船厂迎来了一艘庞然大物,它是乌克兰的一艘废弃航母。由爱国商人徐增平斥巨资购买后,捐赠给中国政府,用以改造航母。

不过由于土耳其当局的阻拦,这艘航母在海上漂泊了数年,才顺利被拖到大连造船厂进行改造工作。中国为了未来核心技术不被其他国家卡脖子,在改造过程中全部自主研发,所以改造难度非常大!

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瓦良格号

当时瓦良格号因为被拆除了许多内部设备,再加上长期锈蚀,已经变得锈迹斑斑。为了修复这艘航母,国家需要几百吨的球扁钢,负责该任务的就是鞍钢集团。

所谓球扁钢就是一种头部呈圆球状,身体扁平的特殊钢材,主要应用于造船和造桥领域。所以球扁钢也被称作船舶的筋骨或龙骨,是修复航母不可或缺的钢材。

然而当时我国没有研制加工此类钢材的经验和技术,也没有哪个企业有生产的条件。时任鞍钢集团军工研究所的研究员周丹,毅然得接下了这个重任,虽然她已从事20多年的钢材研制,但是这项任务对她依旧非常艰巨。

周丹知道钢材研制关乎国防事业,并且时间紧急,她决定边研发边生产。每天接近20个小时呆在实验室和生产车间,两个月后,终于轧制出第一批球扁钢。

然而结果却不尽如人意,球扁钢根本不合格,每一个的尺寸都不对,而且效率极慢。周丹在现场待了10几个小时,就轧了几根钢,没有一根是合格的。

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经过多次研究发现,对称球扁钢外形特殊,尺寸差异大,再加上金属流动和孔型设计的因素,仅轧制成型就十分困难。由于没有专用的生产线,热处理的效果也不理想。所以周丹尝试把球扁钢固定在热处理架上,防止变形,才终于保证了产品的生产。

周丹团队仅仅只用了一年半的时间,完成了需要三到五年才能完成的研发任务,生产了大概10倍的产量,最终保证了供货。2009年5月,修复航母所需的200吨球扁钢顺利交付。

2012年,中国第一艘航母正式交付中国海军,并更名为辽宁号。辽宁号由大连造船厂改造,由鞍钢研发和生产所需钢材,取名“辽宁号”的寓意不言而喻。相信辽宁人一定会为此骄傲。

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辽宁号航母

同时,辽宁号的改造成功,不但积累了航母建造技术,也为我国研发特制钢材打下基础,打开新的大门,也是中国研发航母专用钢材走出的第一步。

同时,航母上还有一种最高难度的钢材,就是甲板钢。

甲板钢主要被用作航母甲板的打造,其必须承受舰载机起降时超强的冲击力,以及高达数千度的舰载机尾焰,最重要的是甲板在特殊时期要有超强的抗击打能力。

这些高要求就需要甲板钢要有超高的屈服强度,全世界仅有美国和俄罗斯具有完备的制造流程,并且在瓦良格航母的修复上拒绝给中国提供生产甲板钢的技术,并在技术上完全垄断。

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早在航母诞生之初,航母甲板其实是用木板做的。但是木板的承受能力太弱了,随着舰载机的强化,木板很快被淘汰下去,被钢板代替,还不是一般的钢板。

飞机起飞和降落产生超过30吨的压力,并且飞机的尾焰温度能达到2000摄氏度,

这就要求航母甲板钢的屈服强度在500Mpa以上,熔点还要在2000摄氏度以上

有人说可以加大钢板的厚度来满足条件,但是航母为了降低重心保证平稳,整个航母的甲板是有标准的,今已经有不超过5厘米厚的甲板钢被运用在航母上,高强度、耐高温不变形、抗腐蚀、高韧性和防弹等特点考量着一个国家钢铁制造的顶尖水平。

美国是航母大国,早在上世纪80年代就研发出HSLA型号的特种钢材,其甲板钢的屈服强度最高可以达到850兆帕,也就是每平方厘米的钢板可以承受8.5吨的压力。

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远远超出甲板钢的标准屈服强度500兆帕。但在更高屈服强度钢材的研发上,俄罗斯甲板钢则走在了最前列,其研制AK型号的镍铬加钛合金钢,屈服强度一度超过1000兆帕。

反观我国的航母甲板钢生产技术,不过刚刚起步。2013年,我国首艘国产航母开始动工,鞍钢再一次接到了生产航母甲板钢的重任!为了帮助鞍钢研发甲板钢,中国一重集团研发了宽5.5米的巨型轧机。

生产甲板钢必须用到的巨型轧机,因为在航母甲板钢的组装过程中,为了尽量减少焊接的次数,所需甲板钢的面积要尽量大。而这个外号“轧机之王”的巨无霸可以生产出宽度达5.5米的钢板,压轧的力度最高可达10万吨。

一重集团5.5米轧机在鞍钢的生产车间内试车成功,标志着中国已经拥有了全球最为先进的宽厚板生产线,我国首艘国产航母的甲板用钢就在此诞生。

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鞍钢集团承担了两艘航母的钢材研发重任,用双手把鞍钢精神铸造在航母的每一块钢板上,用实力证明了中国是有能力生产全球最顶尖的特种钢材。

如今国产航母的甲板钢屈服强度达到了690兆帕,相当于一平方米厘米可以承受住6.9吨的压力,技术指标均处于全球前列。

而航母钢材的研发生产,也是我国航母制造的一个缩影。我国科研人员们,以艰苦奋斗、坚韧不拔的精神克服了重重困难,使我国的航母技术实现看从无到有、从弱到强的转变。

我国是继美俄之后,第三个掌握甲板钢技术的国家。国产航母的问世既提升了我国的国防实力,也为我国造船工业打下坚实的基础。应为科研人员致敬!

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页面更新:2024-04-23

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