航母所用钢材有多先进，仅美国俄国掌握且禁止出口，中国成功造出

2017年4月26日，中国首艘国产航母在大连正式下水。到如今国产航母已经展开第九次出海试航，在《央视》的“对话”栏目——中国航母走向深蓝中，首次向我们揭示了航母的自主研发过程，无论是“电磁兼容系统”还是“电力系统”亦或是“航煤泵”、“阻拦索”都是全自主研发。

而航母中难度最高之一的钢材则由鞍钢负责研发，全世界真正意义能够造出航母所用钢材里难度最高的甲板钢的只有美国和俄国两个国家，它们的甲板钢全部都被禁止向中国出口。而中国也在修复辽宁号的时候就成功掌握了甲板钢技术。

△修复辽宁号，鞍钢开始掌握航母钢材技术

当时瓦良格号被拖回来之后，因为被拆除了许多内部设备再加上长期锈蚀，需要几百吨的对称球扁钢进行修复，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，一般较大的船只和正规的船舶在设计时主船体大多选用船用球扁钢，采用与相连板材相同厚度与材质的球扁钢作骨材（也称筋骨或龙骨）。球扁钢可以说是修复航母不可或缺的钢材。

2008年，鞍钢负责研制“瓦良格”号所需要的对称球扁钢，而当时我国没有任何研制加工此类钢材的经验和技术，这项艰巨的任务落在了鞍钢集团钢铁研究院军工所的研究员周丹身上，她从事水面舰船用钢的研发已经24年，但是这项任务对于她而言却还是异常艰巨。

而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，鞍钢为辽宁舰修复生产的200吨航母用钢顺利交付。

之后，周丹采用快速感应加热技术,对鞍钢生产的热轧球扁钢淬火工艺进行了研究,设计开发出淬火生产线,对电源频率、加热方式、感应器等设备及工艺参数进行了选择确定，由此研发了热轧球扁钢快速感应加热技术。

而经过了这次的研制，鞍钢除了球扁钢之外，也开始研制包括舰体用钢、上层建筑钢多种钢材，鞍钢为此引进了国内最先进的热连轧板带生产线，大大提高了产量。

航母钢材难度最大的甲板钢是什么？

在这些钢材里面研制难度最大的就是甲板钢了，现代航母和二战时期的航母是不一样的，二战时期的航母属于第二代航母，而我们现在的则属于第三代航母。

两者最大的区别就是全通式甲板改变为斜角甲板，全通式甲板前段跑道只能满足螺旋桨飞机起飞，其自后段甲板起飞的跑道长度也令其他舰载机在这时无法降落，降低起降效率。此外，全通式甲板也存在着着舰失败会撞毁跑道飞机的问题。所以后来改为了斜角甲板。

△日本二战航母

△现代航母

所以不要说为什么日本是全世界最早研制航母的，肯定掌握了甲板钢技术了，二战时期的航母与我们现在的航母有着本质的区别。

第三代航母的甲板钢比一般所需要的航母钢材难度要求也会更大，因为海水对舰船腐蚀特别厉害，会严重影响舰船的速度和防护能力，所以要具备抗海水腐蚀的能力。

一般钢铁都带有一定磁力。由于地球本身是有磁场的，一般低磁钢铁制造的舰船用久了，会受地球磁场磁化，产生磁力。磁力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攻击。因此，军舰用钢，磁力越小越好。

在航母上，飞机在一两百米内，就要从静止状态完成滑跑、起飞、腾空的过程。这除了有弹射装置助推外，更要求飞机本身有强大的推力。当飞机加力开到足以飞起时，发动机喷射出的火焰可达上千度，足以把一般钢材制作的甲板熔化了！一般舰载机每架都有三十来吨重，降落着舰时，对甲板的冲击力极大，因此，对甲板的抗冲击力、抗扭曲力的要求就非常高，外航母甲板还要有抗敌方穿甲弹攻击的较强能力。所以航母甲板钢屈服强度MPa（兆帕）（属材料发生屈服现象时的屈服极限，也就是抵抗微量塑性变形的应力）更是要求在500 MPa以上。

另外，拼焊飞行甲板的钢板面积越大，焊缝数量就越少，还能缩短建造周期，提高甲板整体质量。这就对甲板钢的力学性能提出了非常严格的要求，它的头和尾强度偏差，不会超过10兆帕，它所有的-84度冲击韧性，都是在250焦以上

为提高航母的机动性，增加航速，需要减轻船体重量，降低重心，使船体更加平稳，还要有足够的防弹能力，这就需要高强度高韧性的钢板进行保障。

正是因为要同时满足如此多的苛刻要求，所以航母用甲板钢超过了任何一种军用舰船的钢材品质，而也是因为甲板钢具有如此强劲的性能，所以除了甲板之外，它还装备在航母指挥中心，这是整个航母最为核心的位置，最厚达330毫米。另外一个就是航母的动力系统，一旦航母的动力系统被破坏，我们就成为了挨打的靶子。

而在一开始，甲板钢的技术只有美俄两个国家掌握。

美国用来制造航母甲板钢的屈服强度一般在850兆帕左右。他们现在已经开发了两个系列的特种钢。一种是HY系列特种钢材，另外一种是HSLA型钢材。HSLA-80钢是美国20世纪80年代研制成功的新型高强度、高韧性结构钢。

而俄罗斯的则更为强劲，俄罗斯的AK系列镍铬加钛合金钢是世界上屈服强度最高的材料，可达1000MPa，除了用来制造航母，还用来制造需要深潜的核潜艇。

而日本的制造的特种合金钢，屈服强度基本在450MPa左右，仅能够用来制造潜艇和两硒攻击舰，无法用来制造甲板钢。

鞍钢掌握甲板钢技术

我国一开始是想从俄罗斯引进特种钢技术，但是经历了不少波折，最终还是没有成功。而且无论是美俄，甲板钢都是禁止向中国出口的。

为了能够研制甲板钢成功，鞍钢特地向一重集团定制了超宽轧机。一重集团为鞍钢的钢材基地研制了世界上最先进的钢铁生产加工设备——被称为“世界轧机之王”的五米五超宽轧机。

△五米五超宽轧机

这台轧机重760多吨，由40台左右的单机设备组成，占地约200延长米，零部件达10万个左右。5.5米宽厚板轧机制造成功，高达10万吨的下压轧制力，可以轧制宽度5.5米的钢板，轧制长度可达40米以上，是目前世界上规格最大、装机水平最高、轧制能力最强、单机设备吨位最大的宽厚板轧机。是当之无愧的“轧机之王”。这台轧机的成功对我国造船业、核电以及国防工业等将起到重要支撑作用

最终，在鞍钢的努力下，中国航母采用的甲板钢终于在这个轧机之王下诞生，整体技术指标与美国福特级使用的HSLA-115型特种钢不相上下，达到了690MPa。

中国成为了世界上第三个掌握了甲板钢技术的国家，除了甲板钢，在为国产航母供应钢材的任务中，鞍钢只用了一年就完成了过去需要十年的特种钢产量，目前国产航母除了30%技术相对较低的结构钢之外，国产航母所需要特种钢材的70％都是鞍山钢铁集团生产的。

鞍钢的高速度大大加快了国产航母的研发，国产航母才得以在2017年成功下水。目前鞍钢和宝钢还在为002艘国产航母建造钢材。

正是有这样一批的工程师、科学家在，中国才能多次打破国外的质疑，打造属于我们的工业奇迹。