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核潜艇钢材,哪些国家可以生产呢?

电脑版   2020-11-26 07:51  

核潜艇钢材,哪些国家可以生产呢?:图注:世界各国潜艇用特种合金钢示意图核潜艇和常规潜艇在钢材上并没有什么区别,主要都是用于建造潜艇的耐压壳体,这也是潜

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图注:世界各国潜艇用特种合金钢示意图

核潜艇和常规潜艇在钢材上并没有什么区别,主要都是用于建造潜艇的耐压壳体,这也是潜艇建造中最困难的部分。目前,世界上能够生产潜艇用钢的国家寥寥可数。

除了美、俄、中、日、英、法、德等传统军事强国之外,一般认为,澳大利亚、瑞典、印度、韩国也能够自产潜艇高强度钢。

2016年底,澳大利亚通过新型潜艇招标项目,宣布采购法国12艘“短鳍梭鱼”级潜艇,这12艘潜艇将在阿德雷德建造,将使用澳大利亚自己生产的潜艇高强度钢。

瑞典钢铁公司是世界最大的超高强度钢板制造商。生产的WELDOX 1300是世界上第一种强度可达到 1300 Mpa 的结构钢板,出口到澳大利亚的“柯林斯”级潜艇采用就是瑞典自产的抗拉伸高强度钢制成的。这种合金钢比HY80及HY100型镍铬钢更易焊接和加工。瑞典还将在研制中的A26型新型潜艇中采用自制的高强度特种钢建造,并采用新的焊接技术和工艺。

印度国防部证实,印度自建核潜艇的壳体采用了印度海得拉巴国防金属实验室研制的高强度特种合金钢板,平均厚度达24到27毫米,非常坚固。因此最大潜深可达到400米,与俄第四代“阿库拉”级攻击型核潜艇水平相当。

韩国已经拥有1200吨级和1800吨级的常规潜艇建造和维护经验,并准备从2020年开始拥有国产的3000吨级常规潜艇,未来还计划建造核潜艇,使用的也是韩国自研的特种合金钢。

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现代的武器大多需要钢材制造,而且随着武器的发展,武器制造目前对钢材材质的要求更加苛刻。就以坦克为例,不同作战需求的坦克所需要的钢材就不同。

当然,还是有很多的国家能够生产出坦克所需的钢材,但是这不能代表它们能够制造一切武器的钢材。比如,能够制造潜艇钢材的国家还有不少,那么核潜艇也是如此吗?核潜艇使用的这种神秘的钢材,到底有多难制造呢?目前只有少数国家能够制造。

能够制造这种钢材的国家,目前在世界上只有五个,分别是俄罗斯、美国、中国、英国、法国,当然世界上也只有这几个国家有装备核潜艇。

那么为什么核潜艇的钢材那么难制造呢?我们这里就先说说对一般潜艇钢材的要求。第一,抗压性一定要强。潜艇长时间在水下潜行,需要抗击极大的水压,而且,随着反潜技术的增强,潜艇需要潜航的更深才能躲过敌方反潜部队的追击,所以对抗压性更加讲究。第二,潜艇常年在水下航行,根本不能像战舰一样可以随时清洗,而海水的腐蚀性非常强,所以抗腐蚀性也是非常必要的。第三,潜艇的隐身性要很强,这里自然不必解释。

而相对于常规潜艇来讲,核潜艇又是装备核燃料的,而核燃料带有辐射,而且相对海水有更加强大的腐蚀性,所以核潜艇的钢材不仅要有非常强的抗辐射性,还要比常规潜艇的钢材有更强的抗腐蚀性,所以非常难造。

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与美俄同类核潜艇相比,我国的094核潜艇最让人吐槽的莫过于其高耸的龟背,这除了与巨浪2导弹的长度有关之外,更重要原因是我们的潜艇空间不够,只能通过加装龟背容纳潜射导弹。造成这一现象的本质就是我们在建造094核潜艇时没有媲美西方同类的高屈服强度合金钢材,也无法制造大直径的耐压壳,龟背的加高实属无奈。根据相关报道,目前我国已经突破了13.5米直径超大型卷板机技术和超大屈服强度合金钢生产技术,未来将使用到新一代的096战略核潜艇以及095攻击型核潜艇之上,在与巨浪3结合后,我国核潜艇龟背有望大幅度缩小,战斗力也将追上美俄先进水平。

▲094核潜艇

潜艇合金钢最重要的性能是屈服强度,这直接关系到潜艇能够耐受多大的海水压力,能潜入多深的水中。由于核潜艇体积大,潜深最低要求都在200米以下,所以通常要使用屈服强度在500兆帕以上的特种合金钢制造耐压壳,不然一进入深海直接就被海水压扁了。目前美国的核潜艇普遍使用屈服强度690兆帕的HY100系列铜合金钢,下一代哥伦比亚级则计划大量采用屈服强度在800到1100兆帕的HY150/180/210型钢。俄罗斯冶金工业实力雄厚,目前其АБ系列舰艇钢的最高屈服强度甚至达到了1175兆帕,比美国都更为先进。

▲哥伦比亚级核潜艇第一块钢板切割

我国从一五计划开始,通过多个专项科研计划的攻关也先后研制了多款高强度舰船高强度合金钢,例如第一代的390兆帕级907钢、第二代的590兆帕级921系列钢等等。进入九十年代之后,随着海军舰艇下饺子速度加快,我们的钢铁工业也取得了长足进步,现在我们最强的舰艇用钢也已经达到了1000兆帕级,辽宁舰和山东舰建造所需要的高屈服强度特种钢已经实现了100%国产。在前几年我们甚至还研发了屈服强度在2200兆帕的超级钢,但是这种钢材实际上并不能用于潜艇建造。

▲鞍钢是我国目前舰艇用特种钢材最大生产基地

使用钢材建造潜艇,必须要进行大规模的焊接,因此其通常为低碳钢,而通常高强度合金钢的碳含量都比较高,我国最新研发的2200兆帕超级钢是一种中碳钢,对于焊接工艺要求很高,因此只能用来制造汽车、机械设备这类小型工业产品,无法用于潜艇这种庞然大物的制造。怎么调和高屈服强度和焊接性能一直是研制特种潜艇用钢的难点和痛点,而这对于一个国家的工业体系绝对是极大考验。所以直到现在掌握潜艇特种钢制造技术的国家也不超过十个,就连南亚霸主印度的航母和潜艇大部分特种钢材依旧必须从法国和俄罗斯进口。

▲俄罗斯北风之神级核潜艇耐压壳,直径约13米,规格居目前世界第一

现在世界上主要有两个发展方向,第一种就是以美日俄为代表的不断改进焊接工艺,通过预热和冷焊等特种焊接工艺,降低潜艇钢材对于碳含量的要求。第二种则是以中国为代表,通过在钢材中加入各类稀土元素,改善其本身物理和化学属性,达到焊接性能和屈服强度的双重结合,在这方面我们实际上已经走在了世界先进水平,所以未来新一代的096和095潜艇必然会给我们巨大的惊喜。

除了屈服强度和焊接性之外,潜艇用钢还必须保证低磁性,因为强磁性不仅容易被反潜机的磁异设备探测跟踪,还会降低潜艇内部设备的敏感度和准确度,并且特别容易被磁性水雷攻击,严重影响潜艇的战斗力和战时生存性。现代潜艇钢通常会在炼制过程中加入镍、铬、铜、锰及其他稀土元素,以使其奥氏体转变点降低,达到低磁甚至无磁状态。不过在海洋航行时间长了,受到地球磁场影响,潜艇钢仍然会不断磁化,所以必须定期通电进行消磁。

▲军舰消磁作业

如果要彻底去除潜艇耐压壳磁性,那么只能使用非合金钢材料,最具代表性的莫过于钛合金。钛合金虽然优点颇多,但是其制造和焊接难度更高,价格也高得离谱,只有技术过硬并且不差钱的超级强国才会拿它来造潜艇。前苏联凭借自己在焊接工艺上的世界领先地位以及雄厚的国力,曾经建造了四种钛合金耐压壳潜艇,最大潜深超过1000米。

▲钛合金焊接

相比合金钢而言,钛合金不仅无磁,质量更轻,屈服强度更高,而且具备良好的韧性和抗疲劳强度,能够有效抵御水下爆炸的冲击波影响。例如苏联建造的台风级潜艇,其双层壳体总共使用了约9000吨钛合金,即便是在排水量高达4.6万吨的情况下,依旧做到了500米的潜深,远远超过当时美国用合金钢制造的俄亥俄级。我国目前虽然已经成为了钛合金的第一大生产国,但是技术上仍然比不上俄罗斯,在这方面仍然有进步空间,如果未来能够在这方面弯道超车,潜艇性能肯定能够更上一层楼。

▲台风级核潜艇

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材料技术是现代化海军舰船装备研制和发展的最基础因素,也是使得现代化海军舰船装备达到预定技战术性能、确保使用安全可靠、易于建造维修的关键因素之一。尤其是对于潜艇这样一个复杂、庞大的水下武器发射平台,舰船材料的技术水平对其的总体设计和极限下潜深度等技战术指标极其重要,也是其生命力和可靠性的主要保证,同时也是关系到全寿命期建造效费比的影响因素。

一般来说,潜艇的艇体结构钢材是其最重要的舰船材料,尤其是在核动力潜艇建造中的用量最大,也是其耐压壳体的主要组成部分,约占核潜艇水下排水量的20%-40%(美国海军“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇的建造需要4500吨钢)。从目前来看,以美国、俄罗斯/前苏联、英国、日本和法国等为代表的潜艇技术强国都建立了相应的较为完备的潜艇用结构钢材体系,处于较为领先的技术水平,并且不断继续研发。

从严格意义上来看,具有高强度、高韧性和抗爆性的高屈服度钢材都可以作为常规动力潜艇和核动力潜艇的艇体结构用钢,主要需要考虑的是这些高强度钢材如何利用船厂的常用装备进行轧制、弯曲和压力等冷加工成型(保持一致的屈服强度),并且在船厂条件下便于焊接。

从各个主要海军强国的具体应用来看,美国海军在1980年代以后普遍开始使用HY-100钢,其屈服度达到690MPa级,确保其核动力潜艇的工作深度达到610米(此后又开发了屈服度达到890MPa级的HY-130钢,作为技术储备);前苏联/俄罗斯海军为了与美国海军进行对抗,开发了屈服度588-1176MPa的AK系列钢,用于在北极寒冷海域活动的核动力潜艇,其艇体结构钢的屈服度达到世界最高水平;日本在二战结束以后,持续开发先进的高强度钢,其NS110钢的屈服度达到了1078MPa,成为世界潜艇用钢技术最先进的国家之一;英国和法国,则是借鉴和吸收了美国海军潜艇用钢的技术和经验,分别开发了Q3N钢和100HLES钢,用于本国核动力潜艇的耐压壳体建造。

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这个你的看对潜艇技战术水平的要求以及核反应堆的水平。。例如,你只要求下潜达到200米的水平,日本也能生产如此水平的钢材,但是安上反应堆你是核潜艇,你说你的钢材是核潜艇级别水平,日本的用在常规潜艇,也能下潜200米,你能说它不是核潜艇用钢材?所以这个问题不能这样问,你得问多少屈服强度以上的谁能生产。。。

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你好像没搞懂潜艇到需要什么样的钢材,中国的980钢制造潜深超500的潜艇绰绰有余,而且潜艇的难度不是钢材而是焊材,美国海狼级就是在焊材上卡了三年,除了焊材还有焊接技术,超级钢根本不会用到核潜艇上,根本没用啊,潜艇只要超300m就足够了。

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核潜艇钢材,哪些国家可以生产呢?各国对核潜艇的发展非常重视,因为它是第二次核打击的神密武器,深藏在大洋深处,两、三个月不暴露。时刻准备着反击敌方首先使用核武器。一旦有令,带有核弹头的导弹齐射,就会对敌方国内致以毁灭性的打击。

题主所问核潜艇钢材,哪些国家可以生产呢?研制核潜艇可不是一般工程,国家必须具备能生产制造核舰艇用的特种钢,这种特种钢材必须耐高压,也就是核潜艇在深海,周围压力再大,潜艇的龟壳不会变形。还得有耐海水腐蚀的能力,能够抵抗核反应堆的辐射等。目前具备能生产这种核潜艇特种钢材国家,在世界上没有几个,估计最多也就是十来个。他们是中国、美国、俄罗斯、法国、日本、英国、德国、韩国等。

我国的095、096核潜艇,还有辽宁舰航母、山东舰航母等用的特种钢材都是我们国家生产的特种钢材,实践证明我国自己研制生产的特种钢材,是能用于建造制做核潜艇和大型航母的,所以说目前为止我国不用进口外国的特种钢材。中国有完整的工业体系和军工生产体系。这样一些不怀好意的国家,无法卡我们的脖子。

综合上述是我对核潜艇钢材,哪些国家可以生产呢的认识。

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这生意你做不了

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仅是一个壳。

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谁能回答,谁敢回答,不是自嗨,就是泄密!

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