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航母鋼材為什麼要屈服強度

發布時間:2025-03-13 17:46:23

A. 航母用的鋼材是什麼

航母所用的鋼材是高強度大寬厚鋼材。這種鋼板指標是隱形的,而且要拒磁,高韌性,抗低溫(-c38度)鋼板的屈服強度為80——160ksi,高斷裂韌性、耐高溫不變形、抗腐蝕防彈的特性。

以美國「尼米茲」級航母例,其飛行甲板面積達1.82萬平方米,相當於3個足球場,主要由50毫米厚的HSLA-80鋼板組成。

航母鋼材的要求:

首先,要求飛行甲板能夠承受重達20~30噸的艦載機起飛和降落過程中的強烈沖擊和高摩擦力。其次,還要承受噴氣式飛機高達幾千度的火舌的烘烤。

還有,飛行甲板的厚度不能太厚,一般是40~50毫米,且要求不平度在5毫米/米以下,否則會影響飛機升降的質量。

特別是,拼焊飛行甲板的鋼板板面要越大越好,以盡量減少焊縫增加強度。鋼板厚度要較小,以減輕船體重量,增加航速,降低重心,更加平穩,還要有足夠的防彈能力。

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高強度合金鋼:

高合金中碳Ni-Co(9Ni-4Co-××)型超高強度鋼,是在具有高韌性、低脆性轉變溫度的9%Ni型低溫鋼的基礎上發展起來的。在9%Ni鋼中添加鈷是為了提高鋼的Ms(馬氏體轉變)溫度,減少鋼中的殘余奧氏體,同時,鈷在鎳鋼中起固溶強化作用。

還通過加鈷來獲得鋼的自回火特性,從而使這類鋼具有優良的焊接性能。碳在這類鋼中起強化作用。鋼中還含有少量鉻和鉬,以便在回火時產生彌散強化效應。主要牌號有HP9-4-25,HP9-4-30,HP9-4-45以及改型的AF1410(0.16%C-10%Ni-14%Co-1%Mo-2%Cr-0.05%V)等。

這類鋼綜合力學性能高。抗應力腐蝕性好,具有良好的工藝性能和焊接性能,廣泛用於航空、航天和潛艇殼體等產品上。

B. 航母專用鋼材和軍艦鋼材有什麼區別呢

航母專用鋼材需要的屈服強度更高,像美國最新的福特級甲板鋼材的屈服強度要版90+0Mpa,艦體用屈服強權度也要780Mpa(具體數值記不清楚了,好像是),而像中國的旅滬級驅逐艦用的某型號鋼材屈服強度才480Mpa,原因是以前有次旅大級出訪南亞幾國,遇到大風浪,回來一看,艦艇有了裂紋,這還了得,所以研究了屈服強度更高的鋼材來建造新驅逐艦,當時這種鋼材跟旅滬一起上馬的,賭了一把,賭贏了,另外,潛艇用的鋼材屈服強度也很高,國內的能到700Mpa左右吧,但是,屈服強度越高,費用更高,而且焊接性能更差,需要更復雜工藝來保證焊縫質量,所以說建造航母,由於它個頭太大,為了保證足夠的結構強度,必須用屈服強度高的鋼材,而且飛行甲板由於要有飛機起降,鋼材要求更高,無敵級甲板用的是軟鋼,而戴高樂號甲板鋼自己生產不了,進口的美國的,中國建航母,鋼材還得先解決,也不知道解決的怎麼樣了,純手打,用到不少專業知識,我就是學機械的,不會的再問我。

C. 航母的屈服度是怎麼測算的中國航母「遼寧號」甲板的屈服度是多少呢

首先你應該搞清楚屈服度的概念。

屈服強度是指:金屬材料發生屈服現象時的屈服極限值,也就是抵抗微量塑性變形的應力。對於無明顯屈服的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為「條件屈服極限」或「屈服強度」。大於此極限的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當大於此極限的外力作用之下,零件將會產生永久變形,小於這個的,零件還會恢復原來的樣子。

其次,關於航母用鋼的屈服強度。

航母用的鋼材特別是飛行甲板用鋼要求(尤其是對於材料的屈服度要求)極高!一般對於造船用鋼材都用Mpa(兆怕)來表示屈服度。民用船舶一般只需要250Mpa的材料即可,普通軍用船舶也就是300Mpa以下。而且近年來,隨著成本控制的要求進一步提高,一般軍艦採用民用標準的很多,材料要求進步降低,甚至出現了使用鋁材建造上層。但對於航母的飛行甲板標准卻是各國均沒下降過的。而且全世界至今僅僅4個國家製造的鋼材能夠用於航母製造。

比如:俄羅斯的AK系列合金鋼是世界上屈服度最高的材料,使用鎳鉻和加入鈦的合金鋼,根據鈦成分的多少分不同樣本。最高的達到1000Mpa,用來製造需要深潛的核潛艇。而用來製造航母飛行甲板的一般在850Mpa左右。

美國HY系列特種鋼材同樣用於製造潛艇和航母飛行甲板。HY80的屈服度在800Mpa左右,同樣也是鎳鉻和加入鈦的合金鋼。

法國軟鋼的屈服度比較底,僅550左右,但對於出口限制較少。

對於上述的幾種材料,美、俄是基本不出口的。 英國的無敵級航母使用的就是法國軟鋼,但基於這樣的材料屈服度比較底,一般僅僅用於製造小型垂直起降或者直升飛機航母。法國自己的戴高樂號還是用的HY80特種鋼。日本也能製造屈服度比較高的特種合金鋼,基本在450左右,日本的潛艇就使用了本國出產的特種鋼材。

反觀我國,對製造屈服度高於350的特種鋼材的生產能力比較底,這個從我國建造核潛艇的速度上就可以反映出來。材料的生產是個大問題。同樣的對於航母也是如此。

D. 航空母艦的鋼材與普通鋼材有什麼不同

航母艦體採用高強度特種合金鋼。鋼材的屈服強度一般在500~800兆帕,比較而言,民用船所用鋼的屈服強度有250兆帕就夠使了,普通軍用船隻在300兆帕以下就行。建造一艘7.5萬噸級的大型航空母艦,需用各種特殊品種厚鋼板4萬多噸。
中國的航母情況不太清楚,美國用來製造航母飛行甲板的鋼的屈服強度一般在850兆帕左右。他們現在已經生產了兩種型號的特種鋼。
一種是HY系列特種鋼材。
HY-80的屈服強度在800兆帕左右,用於航母製造,是鎳鉻和加入鈦的合金鋼。而後美國又在HY-80鋼的基礎上,發展了屈服強度不低於686兆帕的HY-100鋼,其也是當前美國海軍航母重要部位的主要材料。
另外一種是HSLA型鋼材。
HSLA-80鋼是美國20世紀80年代研製成功的新型高強度、高韌性結構鋼。該型鋼已部分或全部取代HY-80鋼用於建造大型水面艦艇,如驅逐艦、巡洋艦和航空母艦等,其中尼米茲級核動力航母的某些結構採用此鋼種。HSLA-100鋼是美國為新建的航母殼體和先進的攻擊型核潛艇(非耐壓殼體)而研製的鋼,屈服強度約為690兆帕,其性能已達到HY-100鋼的水平,板厚可達100毫米。HSLA-100鋼的第一批訂貨是用於核動力航母「斯坦尼斯」號(CVN-74)。
這種型號鋼板由於採用了尖端低合金技術,其硬度超強,重量非常小,因此建造構件非常輕便,並且成本還很低。用HSLA-100這種特殊用鋼建造的福特級航母,其整體重量減輕了很多,建造成本也節省許多。如果在航母艦體外殼上使用這種特種鋼,它能夠在提供相同或者更長的使用壽命情況下,比採用傳統高強度鋼建造的艦體外殼更薄,重量更輕。
美海軍原打算採用HSLA-100鋼作為航母CVN-78的飛行甲板用鋼,為了減輕重量,經過攻關,又研製出了HSLA-115鋼。它的屈服強度達到了800兆帕,不僅可以降低航母的重心,還可顯著減小飛行甲板厚度,從而減輕航母重量。此外,美國海軍的建造冶金專家與日本的船舶專家在合作開發一項高強度合金鋼焊接新技術,這門技術將會在很大程度上減少採用高強度鋼建造航母而造成的成本增加。可以想像,採用這些新技術手段打造的美國航母將會更加堅硬和強悍。

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