这个是老国标牌号的16Mn低合金高强度钢(用途很广泛,大量的民用船舶都使用它)的化学成分表,可以看到比航母用钢材的合金含量少了很多 。当然航母用材需要更加耐腐、抗冲击性能(每个批次都需要做U型缺口打击实验)、抗拉性能……性能都要大大超过民用船舶钢材 。
航空母舰的甲板用什么材料制造的?
航母甲板使用的是特种合金钢制造而成,平均厚度不足40毫米,是不是不可思议?以世界上现役最强大的美军尼米兹级核动力航母为例,其航母甲板最厚的地方莫过于飞行甲板,但是也不过50毫米,而像一些无足轻重的地方,比如机库下方甲板厚度只有38毫米,而舱室通道顶层甲板则普遍不超过20毫米厚 。航母甲板之所以要设计的如此薄,第一是为了减重,航母动力虽然强劲,但是总重最低也在一万吨以上,如果甲板厚度要设计的如战列舰那般厚实,重量肯定超标,有人曾经计算过,如果尼米兹甲板设计成30厘米厚,以1.8万平米的面积计算,光甲板重量就接近6万吨,算上其他重量,航母总重最少超过15万吨,这样下来,即使40万马力的发动机也只能跑10节的龟速,那还打个屁的仗啊?第二是为了增加舱室容量,尼米兹航母一共有12层甲板,如果每层都增加十厘米,那就是1.2米,这样下来每层舱室的容量都会大大缩减,不光是水兵生活环境更加拥挤,能够容纳的舰载机和油料弹药补给等等也会大为缩水,这将极大的影响航母战斗力 。
航母甲板虽然薄,但也不是等闲之辈,它既要承受几十吨舰载机的强力冲击摩擦,还得忍耐几千摄氏度尾焰的高温炙烤,又要在高盐高湿的环境中防止锈蚀,所以甲板钢材都是添加了多种稀土元素的特种合金钢,屈服强度多在500MPA以上,而且有极好的耐腐蚀和抗冷冲击性能,为了应付磁性水雷,这些钢材在制造之时都经过了强力消磁,所以别看航母甲板钢外表粗犷,其实里头学问大着呢,目前全世界能制造航母甲板钢的国家一个手就能数清楚 。
(我国大部分甲板钢由鞍钢生产)钢材虽好,但是摩擦力不足是天性,这样的话舰载机在起降作业中很容易摩擦摩擦似魔鬼的步伐,一不小心就可能栽进海里 。因此,为了加大摩擦力,航母甲板上还会喷涂特殊的甲板涂层,这种涂层由三氧化二铝、硫酸钡以及环氧树脂配合调制而成,摩擦力系数可以达到0.7以上,喷上这种涂层的航母甲板不仅舰载机起降安全有了保障,人走在上面也有一种柏油马路的Q弹感,一个字形容:倍儿爽! 。
航母用的钢材和普通钢材有什么不同?
图片上是美国海军的两种航母用钢材的牌号,其中HSLA–80是“尼米兹级”核航母的用材,大概相当于核潜艇耐压壳体用的HY–80钢;而HSLA–100则是目前“福特级”核航母所用的钢材,与潜艇的HY–100钢相似(凡是可以生产潜艇耐压壳体钢的国家,理论上都能生产航母用钢) 。从化学成分来看俩牌号属低碳中等合金含量的钢材,里面有一点:镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、铜(Cu)、铌(Nb),总合金含量不如18–8型奥氏体不锈钢 。
这个是老国标牌号的16Mn低合金高强度钢(用途很广泛,大量的民用船舶都使用它)的化学成分表,可以看到比航母用钢材的合金含量少了很多 。航母钢和普通船舶钢的生产,首先都要通过大型转炉进行冶炼(要求容积150吨以上,这样才符合大批量生产效率)→通过40分钟的氧化法冶炼后出钢,将盛有钢水的钢包吊运至“炉后工段”→使用LH炉外精炼工艺再一次净化钢水和合金化处理→精炼完毕后,钢水包被吊运至浇铸线 (工段),这个时候出现了工艺上的差别,航母用钢材可能会继续使用传统的模铸锭工艺,而普通船材要进入到“连铸”……模铸锭的好处就是钢锭在模内进行保卫缓冷,会使钢锭内在质量得到加强、细化钢的晶粒、防止冷却不均形成外表和内部拉裂,同时提高了开坯后的压缩比;而“连铸”工艺则取消了钢锭的开坯工序,减少了工艺流程(省不少钱)可将需要的钢坯直接生产出来,但是在质量上肯定没有模铸锭开坯后的钢坯好 。
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