航空母舰用钢是怎样生产出来的？

高能预警，本文将会揭开航空母舰用钢的秘密。航空母舰用的钢是怎么生产出来的？要知道他如何生产，首先就需要知道他应该具备什么样的特性，航母钢和普通船舶的钢比起来应该更加坚固、有韧性、低磁、耐腐蚀，而且寿命要更长些。从屈服强度来看，航母用钢一般强度为450MPa--1100MPa。

上图为建造中的美国海军福特级航母，下图为福特级建造过程中吊装分段。

航母使用的钢材属于高屈服强度高韧性钢材，之所以对强度要求这么高，是因为航母的钢材必须要满足抗冲击的需求，还需要在爆炸中有较好的止裂和耐高温性能。之所以要低磁是因为如果磁性太强，就很容易被声呐探测到，遭受潜艇的攻击，有些水雷和鱼雷也会寻着这些磁性特征来攻击，因此航母用钢必须要低磁。要耐腐蚀、高寿命则是因为航母在高腐蚀度的海洋环境使用，如果钢材耐腐蚀能力不强，很快航母的结构就要被损坏。

图为美国海军航母用钢HY80的材料含量成分（上图）及屈服强度（下图）。

传统上，炼就这样的钢材需要用到高碳含量，但是在航母的钢材上偏偏不能多碳，而是碳越少越好，因为航母用钢除了强度要高，还需要有韧性，延展性和可加工性要好，不然钢材会变得较脆，从生产角度来说，就是需要加入镍、铬、铝、钒等元素，使用适当的炼造方式和材料配比来制造出这样的钢材。下面我们以美国航母上使用最多的HY80钢材为例子说明。

图为建造中的002型国产航母。

时间是1958年，那年美国研发成功了屈服强度为550MPa的镍铬钼系淬火回火高强度高韧性钢材HY80，并且在这个钢材的基础上研发出更高强度的HY130钢材，利用大量的HY80钢和少量的HY130钢建造美国海军的第一代大型航母福莱斯特级，同时美国海军后来的尼米兹级也是大量使用这两种钢材。HY80钢并不是美国研发的屈服强度和延展性最好的钢材，但是被选择为航母用钢，因为他的焊接方式相对简单，可以降低航母造价。

图为我国的电渣重熔设备，该技术曾经被美国、俄罗斯长期封锁，我国也是近年来才突破。

作为我国而言，更多的是承袭苏联海军的航母用钢，毕竟我国海军第一艘航母辽宁舰就是一艘苏联时期建造的航母，不过苏联在航母用钢的制造上和美国的追求并无二致，苏联也非常重视舰艇用钢的屈服强度的提升，在80年代苏联舰艇的用钢强度比70年代的钢材提高了3-4倍，苏联使用新的材料提纯和熔炼方式，在航母用钢上使用了名为电渣熔炼和真空电弧熔炼技术，研发出屈服强度在100kgf/mm²的钢材，此后苏联还研发出更高强度的钛合金钢，不过钛合金钢更多的被用于大潜深的潜艇上。

图为正在铺设飞行甲板的我国海军002型航母，可以说航母上每一个部分凝结着科研人员的心血，飞行甲板、钢材、阻拦索、雷达，这些设备的材料是否能够国产，决定了航母是否能研发成功。

我国在钢材领域的成就也非常高，早已经在军舰和潜艇上使用了屈服强度为750MPa的钢材，而且还研发出屈服强度为1100和2200MPa的钢材，不过航母上显然不需要使用强度如此之高的钢材，反过来也说明我国在生产、加工、焊接高屈服强度钢材上并没有技术困难，而我国通过建造002型国产航母也已经完全证明了自己的能力。以上就是航母用钢的特性、材料要求及加工方式。

航空母舰用钢是怎样生产出来的？

航母建造有多么难？甚至普通国家连建造航母所需要的钢材都准备不出来。或许有人会反驳，航母用钢不就是军用轮船用钢么，有多么难。如果了解航母对钢材的严格要求的话，就不会说出样的话。吉利老总李书福曾经说过这么一句话：“汽车的制造没有什么难度，不过是四个轮子加一个车厢”。但时至今日，中国的国产车能够提到人前的品牌寥寥无几，满大街跑的都是日系车、德系车以及美系车。技术含量和要求如此之低的汽车我们都不曾制造好，就更不用说要求高精尖的航母了。即使我们中国目前已经在自主建造航母了，但我们依旧清楚与航母发达国家的差距。

盖房子没有最基本的砖是不行的，同样建造航母没有钢材也是不行的。我国在最开始的时候，根本就生产不出来造航母用的专业钢材。航母用钢不仅仅要比一般轮船用钢要求高，而且也比普通军舰高出一大截，毕竟是航母。一般的航母用钢最起码应具备这么几个特点：更加坚固、有韧性、低磁、耐腐蚀，并且寿命更长。这其中强硬是一切之本，也就是强度。航母所用钢材强度一般在450MPa—1100MPa之间，至少也要达到500MPa—800MPa的标准，才可以满足航母的需求。换算成我们熟悉的单位，差不多是一厘米的地方要能够承受5000～8000公斤的冲击力。航母用钢对强度的要求，由此可见。

我们都知道，合金钢材的强度是要比普通钢材高很多的。这也不是说要一味追求给航母钢材中增加各种化学元素，凡事都要有度，过分强调合金性，必然会增加钢材在延展性和冶炼成本上的难题。并且在后期加工过程中，高合金钢材也是不容易被焊接的。

另外，航母用钢中为了保持低磁性还不能被添加进去太多的碳原料。从钢材生产角度与流程来说，普通刚钢材的生产流程和航母用钢生产流程差别不大。只不过需要以合理的比例加入镍、铬、铝、钒等元素，才可以制造出专业的航母用钢。

美国人制造航母所用钢材强度一般在850兆帕左右，他们用于制造航母的钢材有两种，一种是HY系列特种钢材，另一种是HSLA型钢材。其中的HY系列特种钢材是美国航母制造使用最多的钢材，美国第一代大型航母和后来的整个尼米兹级航母基本上用的都是这种钢材。而HSLA型钢材则是美国人在八十年代研制成功的新型高强度、高韧性结构钢。据悉，目前该型钢已部分或全部取代HY-80钢用于建造大型水面舰艇，也就是说当前美国新建造的水面舰艇基本上都是用这种钢材制造的。例如尼米兹级核航母的飞行甲板，就主要由50毫米厚的HSLA-80钢板组成。

我们中国的航母用钢生产技术来自于俄罗斯，属于原来的苏联体系航母用钢。据悉，从本世纪初开始，我国就已经开始与俄罗斯谈判，要引进俄罗斯的军用特殊钢生产技术。后来经过一番苦苦谈判，才从俄罗斯手中得到了苏联留下来的技术。最后再结合我国原本钢生产技术和体系，我国也就能够生产制造出航母用钢了。据媒体报道，中国早在2012年8月，就投产了能够生产高强度特种钢的130吨电渣炉，能够年产8套第三代核电站专用的电渣锭，以及最大单重100吨的航母用大宽厚高强度板坯6000吨的能力。随后中国又有了200吨级电渣炉和特宽厚板轧机，完全可以采用自主生产的钢材建造大型航空母舰。

有一个广泛传说，就是俄罗斯航母用钢如何特别先进，如何特别厉害，论据就是瓦良格号放了十几年，回来一检测，无磁无锈。其实，瓦良格号也是生锈的，有图为证。航母用钢的高要求，不在于是否生锈，舰艇是否生锈不是钢材性能的缘故，而在于精心的保养。

航空母舰用钢是怎样生产出来的？

正在纽波特.纽斯船厂建造的“肯尼迪号”核动力航空（福特级第二艘），表面并没有锈迹斑斑，而是基本防锈漆涂层色。

航空母舰所用的钢材（钢板）从钢铁工业生产角度来说，生产流程与其它“中等合金含量高度钢”并没有任何差别，并不需要特殊的冶金设备，而是使用最常见的基础钢铁工业装备就能将它生产出来。 这张动图是：铁水罐将高炉冶炼出来的炙热铁水倾倒进炼钢转炉当中。铁水在转炉当中经过40分钟左右的“氧化法”冶炼，再经过初步合金化就出钢，生产效率非常高！

建造一艘排水量10万吨级别的超级航空母舰（尼米兹级），各种各样的钢板、型材要54000吨左右，这就需要一个批次的冶炼规模较大，所以就必须使用转炉炼钢来完成。表格里HSLA80/100就是航母用钢（≤50就是飞行甲板用材的厚度），航空母舰所用的钢材合金成分不是很多，而且舰船用钢材里的合金成分含量也要适宜，并不是成分越复杂、合金含量越高越好！因为成分越是复杂的钢越难以冶炼，需要将各种化学成分调整为最佳，会增加很长的冶炼时间加大了冶炼成本，甚至稍有不慎，造成某个合金成分烧损处于“成分下限”要求之外，那么整炉钢就报废了损失是巨大的！

钢材里的合金成分太高对后续的冷加工和焊接也造成了极大的麻烦，合金含量越高的钢牌号理论上来说强度越是高，强度很高的钢很难进行滚卷、冲压成型，更严重的是难以焊接！航空母舰钢材焊接过程中要先将两块钢板的边缘铣成“＞”状，两块钢板之间要形成＞＜状态，然后由自动焊接机开始焊接，焊接过程焊线要略高于钢板（俗称：加强高）…焊线的强度要高于所焊接的钢板，如果焊接过程因为合金含量高造成了成分“烧损”，达不到技术要求，那么焊接也就失败了…所以，航母用钢在研制过程中就要以：化学成分适中、利于冶炼，热处理、利于冷弯、滚卷、焊接…等后续加工为原则，而不是过分的强调自身的高强度。转炉冶炼完毕的钢水不能马上进行浇铸，还需要在“炉外精炼”设备当中进行二次炼钢，图片上是目前冶炼较高档合金钢的重要设备“LH法炉外精炼炉”，它的功能是将转炉初步冶炼的钢水再一次冶炼，同时对初步冶炼的钢水进行合金成分微调整达到最佳状态，并且使用粒状碱性造渣材料对钢水进一步的洗涤、纯净，将钢水里的有害物降低极低的标准。通过炉外精炼后的钢水要进入“连铸”工序，早年间生产航母用钢时，要把钢水浇铸成大型钢锭，并且要在钢锭模内缓冷、保温很长一段时间，因为航母用钢的钢锭都非常的大，每一个通常都在13.1吨（板材用）和8.3 吨（球扁钢用），这样大的钢锭冷却要均匀，否则会因为局部热胀冷缩造成钢锭外表和内部拉裂，要是这样整个钢锭也就报废了，损失同样是巨大的！但是，模铸工艺投资大，钢锭模、浇铸底盘、中心铸管、各种耐火砖，都是巨大的资金投入，并且效率太低！在1970年代随着钢铁工业的进步，“连续铸造法”替代了模铸法，成为目前钢坯生产的主要工艺手段。图片上就是传统的“模铸法”工艺，方形钢锭模是浇铸型材所用方锭，早年间航母的球扁钢（就是“龙骨”）用锭也是这样生产出来是，模铸法现在仍然用在潜艇耐压壳体用钢生产工序，模铸出来的钢锭内部更加致密，再经过“初轧机”碾压成钢坯，钢的强度就更高了！目前大型钢铁企业模铸法都用在更高档钢材生产工艺上。图片里是“企业号”核动力航母的飞行甲板用板材，宽度超过5米、长度超过25米、厚度为50毫米，航母用钢板有好几个规格，其中飞行甲板是重中之重，三个足球场大的面积需要用钢板8000吨左右，而且必须是超宽超长的！目的就是要在铺设飞行甲板时减少焊缝和铆接点，造船行业有一个术语叫做“累积误差”，这个术语的解释就是：两块钢板对在一起焊接过程会出现高度误差，这是不可避免的，但要控制在误差范围之内，如果是焊缝过多就会出现“累积误差”，一旦超过了范围就会给舰载机起降造成不安全的影响！所以，航母甲板的钢板必须要超宽超长，也就是减少“累积误差”的影响，平顺的飞行甲板则有利于舰载机的安全起降，至于说飞行甲板的厚度也是在满足强度要求下尽量的要薄一些，太厚的钢板会增加航母自身的“死重量”，“死重量”会消耗很大的反应堆输出功率，严重的降低了航速和航程，所以飞行甲板不能太厚。飞行甲板用钢材是航母用钢材当中生产要求最高的，由于是超宽超长的一般轧机根本不能胜任，非得是轧辊长度在5500毫米的钢板轧机才行，但是“5500毫米宽厚板轧机”是超级钢铁工业装备，目前世界只有7台！没有此型轧机的国家，就是因为这道门槛被挡在了自主全部生产航母用钢的门槛之外，只有花费巨额资金去有此轧机的国家去购买飞行甲板用钢材，还要看人家的脸色。总之，能否生产出来航母用钢材体现了一个国家钢铁工业技术水平，关键是这个国家是否拥有全套的钢铁工业设备，而这些重型机械设备的制造更是体现了这个国家的整体重工业实力，目前世界上可以全部生产各种规格航母用钢的国家仅4个，也是世界上总体工业能力最强的4个。其他国家要想在航母用钢上有所突破就必要进行高投入改善钢铁工业设备和提高从业人员的素质才行！

航空母舰用钢是怎样生产出来的？

这个问题老梁来回答。

话说航母这老伙计，在咱家里头首屈一指那就是辽宁舰，这毫无疑问。

想当年辽宁舰还是瓦良格的时候，那还属于苏联第三代重型航母，所以水平就搁在哪了。

可他运气不咋好，他哥哥库兹涅佐夫号，提前两年建造，全须全尾的出来了，他晚了两年，苏联变成了俄罗斯，瓦良格也落到了乌克兰手里头，这家伙就造了68％，卡在哪里出不了，没钱吗？您就是要拆也的要钱不是。

这不后来被咱捡了回来，他们也算狠辣，上边该拆的都给你拆没了，拆不了的，都给你整个爆破给爆破掉了，2002年咱上船查看的时候，那还有爆破留下的伤痕。

这要是给一般人一瞅，这就是一壳子，但咱也高兴了老半天。

首先第一条，咱至少知道了航母内部的结构是个啥德性，他为嘛这么布置的。

这第二条就是题主说的航母钢的问题。

那您知道吗？瓦良格一回来，咱就搁到了港口里头，一放就是三年啊！

为嘛咱没着急动手呢？因为咱发现，瓦良格这钢咱整不了，您就是给人家这壳子修补一下这都不成。

首先人家是防磁的，您要知道铁这东西天然就带着磁性，毕竟咱地球就有地磁场，你时间长了，啥铁制品这多多少少都带点磁，这么多年过去了，瓦良格的磁力依然为零。

这就厉害了，打战的时候，就可以防御磁性水雷的。

当时咱花大价钱造船厂一套设施都齐活了，就等着瓦良格过来下饺子了，结果就卡到了航母钢上了。

没料到啊！其他咱都想到了，就没有想到这家伙居然是防磁的。

说道这里估计有小伙伴要问了：“那么这航母钢还有啥功效呢？”

首先是防锈，毕竟是海水吗？高腐蚀性的东西你得防他。

接着就是你这航母钢抗压不？您要知道航母那么大个子，重量就摆在哪里，搁海里头有自身的重量还有海水给予的浮力，这两者平衡了，您才能飘在海上，所以海水给予的航母钢的压力可想而知。

在有就是飞机带给航母钢板的冲击力，这家伙三十吨的重量砸到甲板上这就相当于一平方厘米的面积要撑得住五千到八千公斤的冲击力，没这点抗揍能力，您也别叫航母了，带不动啊！

还有耐高温，飞机那火苗子咋也得在一千度以上，撑不住，起飞一下，这就得烧一大窟窿出来，到时候就尴尬了。

没法子，困难算是来了，咱能说啥呢？捏着鼻子也得上，毕竟海军打开国的时候就开始等航母了，这盼星星盼月亮的终于盼来一壳子，就等着你填充的时候，你说没有钢，这那成啊？

所以在后来的三年里，咱就开始攻克航母钢的难题，当然后来攻克了，要不咱咋就那么快就有了002，而003也快要下水了。

首先你这航母钢必须可以量产，就拿美国那尼米兹来说，整这么一艘钢材就要整掉五万四千吨，您不能为了质量，只能小范围的生产，这可不行。

所以咱用氧化法，让铁汁在转炉里头倒腾个四十来分钟，这第一步就算是搞定了。

这搞定之后，要倒出来晾一晾？不！不！太着急了，这还要进行二次炼钢，毕竟这是航母钢吗？那有那么简单。

这一步叫啥炉外精炼，这就得需要专门的精炼锅炉，在这里咱就要对航母钢的成分进行微量的干预，让他进入到一个最佳的状态。

简单的说法就像洗衣服一样，用水冲冲（当然航母钢是不能用水冲的就是比喻），把里面的杂质啥的给剔除出来。

哎！这整理好之后，这就开始倒出来进行冷却，这冷却也得有个讲究，要均匀冷却，您不能外头冷了，里头还热乎着呢？这一冷一热，钢板内部可就要出现肉眼看不到的损伤，这要造一般的东西那没问题，可航母要用上了，那就要出大问题了。

这一不小心，得咧，这一炉子的钢就废了。

这钢锭出来，您别以为这就完事了，这还要经过初轧机碾压，这钢压着压着，韧性和强度就上去了。

俺告诉大家伙就这初轧机，那也不是一般国家能用的上的，全世界就七台，厉害吧！

咱别的不说，航母的甲板，一块长度就要25米，宽度要五米，这还是最小的数据，还有比这面积更大的飞行甲板，就这么大一块，人家要的厚度是五十毫米以下。

毕竟这可是钢啊！您太厚实了可不沉啊！航母不干别的了，就驮着你甲板在海上溜达了。

而一艘航母的飞行甲板您再节省，那也得有八千吨的分量，这要是再厚点，您自己想吧，这得多重。

而且面积越大的甲板，对于航母来说就越好，毕竟你越大，意味着你的焊缝就越少，他越少就意味着最后出现的误差就越少。

这种现象人家官方叫累计误差，挺形象的。

好了，今天就写到这里，喜欢的朋友加个关注，顺手点个赞呦！

航空母舰用钢是怎样生产出来的？

航空母舰使用的钢材具有“耐高温，高强度，耐腐蚀性，高韧性，易焊接性，抗爆炸性，低磁性”的特点，以至于能够制造出符合航母要求钢材的国家极少。也就中，美，俄，英，法，日，德等少数国家。

航空母舰所用的钢材强度在450Mpa—900Mpa之间，其中舰体所用的钢材屈服强度在450Mpa—550Mpa之间，相对而言飞行甲板所用的钢材强度就比较高了，达到800Mpa左右。

想要制造出符合航母要求的钢板，没有强大的工业实力是不可能的，必须要有大型的轧机。航母钢板德生产步骤是冶炼，铸锭，轧制，定尺，热处理，精整等等一系列的过程。事实上，对于航母所用的钢板而言，面积越大越好。越大的面积就可以减少焊接的缝隙，提高航母的整体强度。

随着制氧技术的发展，“氧气顶吹转炉法”的是现在炼钢最广泛使用的方法，该方法可以用来制造热轧薄板，冷轧薄板，镀锌板，汽车板，冷弯型钢，低碳软钢丝等。航空母舰所用的钢板应该也是用这种方法制造的。由于航母用钢对钢材的可焊接性要求极高，而含碳量越高，可焊接性就越差。氧气顶吹转炉法可以制造出低碳钢，所以用来制造航母用钢也是可行的。

目前来说，世界上主要的航母钢材有美国的HSLA-80，HSLA-100，HSLA-115。其中HSLA-100低碳量铜沉强化钢用来制造福特级航母的壳体，而屈服强度更高的HSLA-115则被用来制造福特级航母的飞行甲板。

我国也是具备制造航母所用钢板的国家，002型航空母舰所用的钢板70%来自宝钢，包括飞行甲板用钢，结构钢，壳体钢。由二重研制的宽厚板轧机，则可以用来轧制航母所必须飞行甲板钢。其可以轧制长度为5.4米，厚度50mm，宽度900mm-4900mm的钢板，该轧机轧制最大钢板的重量为24吨，年产量高达140万吨。

可见，航空母舰所需的钢板，尤其是飞行甲板所要的钢板是多么难制造。这也是世界上能够制造出符合航空母舰要求钢板国家极少的原因。(图片来自网络)

航空母舰用钢是怎样生产出来的？

航母是最能体现一个国家海军实力的武器，当今世界能够生产航母的国家屈指可数。想要独立生产航母，首先要突破的技术难关就是制造航母所需的高强度钢材。航母钢材的强度要比普通钢材强得多，这样才能保证航母拥有足够的抗打击能力。像美国的小鹰级航母美国号，在退役之后作为试验舰拖到了大西洋上，美国使用世界上最先进的攻击武器昼夜不停地饱和攻击，美国号航母内部还装满了高爆炸药，没有任何防护和动力的情况下，这艘海上巨兽坚持了25天才沉没在大西洋中。不过航母的钢材的生产制造也没有大家想象中那么的特殊，从美国现役航母的钢材数据来看，美国的尼米兹级别采用的钢为HY-80，这个钢材属于一种常见的军用钢，在美国的潜艇上面使用的相当广泛。潜艇在下潜的时候，受到的压力非常大，能够承受高压力的钢材，自然也就能够承受一定的饱和性打击。这样来看的话，航母并不是一定要生产专门的特种钢材，能够应用在潜艇上的钢材基本上都能够应用到航母上。

航母之所以没有使用专用的钢材，主要是因为航母本身的防御设备就已经相当完备，再加上航母需要的钢材数量本身就不多，没有不要生产专门的航母钢材。不过即使是这种潜艇常用的军用钢材，也不是每个国家都能够生产的，绝大部分中小国家，都不具备生产这种钢材的能力。我国的潜艇技术相当成熟，生产这种钢材自然也没有问题。

航母的甲板需要的钢材强度更大，对于钢板碾压机的宽度也有要求。只有5米以上宽度的钢材轧机，才能够压出来航母的甲板，而拥有这种碾压机的国家屈指可数，我国就是其中之一。由于没有采用特殊的钢材，航母的钢材生产流程也和普通的钢材生产流程一样，不过作为一种强度更高的军用钢板，航母钢板的用料和冶炼技术、碾轧切割技术上肯定要强过普通钢板。