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航母钢材为什么要屈服强度

发布时间:2025-03-13 17:46:23

A. 航母用的钢材是什么

航母所用的钢材是高强度大宽厚钢材。这种钢板指标是隐形的,而且要拒磁,高韧性,抗低温(-c38度)钢板的屈服强度为80——160ksi,高断裂韧性、耐高温不变形、抗腐蚀防弹的特性。

以美国“尼米兹”级航母例,其飞行甲板面积达1.82万平方米,相当于3个足球场,主要由50毫米厚的HSLA-80钢板组成。

航母钢材的要求:

首先,要求飞行甲板能够承受重达20~30吨的舰载机起飞和降落过程中的强烈冲击和高摩擦力。其次,还要承受喷气式飞机高达几千度的火舌的烘烤。

还有,飞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,否则会影响飞机升降的质量。

特别是,拼焊飞行甲板的钢板板面要越大越好,以尽量减少焊缝增加强度。钢板厚度要较小,以减轻船体重量,增加航速,降低重心,更加平稳,还要有足够的防弹能力。

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高强度合金钢:

高合金中碳Ni-Co(9Ni-4Co-××)型超高强度钢,是在具有高韧性、低脆性转变温度的9%Ni型低温钢的基础上发展起来的。在9%Ni钢中添加钴是为了提高钢的Ms(马氏体转变)温度,减少钢中的残余奥氏体,同时,钴在镍钢中起固溶强化作用。

还通过加钴来获得钢的自回火特性,从而使这类钢具有优良的焊接性能。碳在这类钢中起强化作用。钢中还含有少量铬和钼,以便在回火时产生弥散强化效应。主要牌号有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。

这类钢综合力学性能高。抗应力腐蚀性好,具有良好的工艺性能和焊接性能,广泛用于航空、航天和潜艇壳体等产品上。

B. 航母专用钢材和军舰钢材有什么区别呢

航母专用钢材需要的屈服强度更高,像美国最新的福特级甲板钢材的屈服强度要版90+0Mpa,舰体用屈服强权度也要780Mpa(具体数值记不清楚了,好像是),而像中国的旅沪级驱逐舰用的某型号钢材屈服强度才480Mpa,原因是以前有次旅大级出访南亚几国,遇到大风浪,回来一看,舰艇有了裂纹,这还了得,所以研究了屈服强度更高的钢材来建造新驱逐舰,当时这种钢材跟旅沪一起上马的,赌了一把,赌赢了,另外,潜艇用的钢材屈服强度也很高,国内的能到700Mpa左右吧,但是,屈服强度越高,费用更高,而且焊接性能更差,需要更复杂工艺来保证焊缝质量,所以说建造航母,由于它个头太大,为了保证足够的结构强度,必须用屈服强度高的钢材,而且飞行甲板由于要有飞机起降,钢材要求更高,无敌级甲板用的是软钢,而戴高乐号甲板钢自己生产不了,进口的美国的,中国建航母,钢材还得先解决,也不知道解决的怎么样了,纯手打,用到不少专业知识,我就是学机械的,不会的再问我。

C. 航母的屈服度是怎么测算的中国航母“辽宁号”甲板的屈服度是多少呢

首先你应该搞清楚屈服度的概念。

屈服强度是指:金属材料发生屈服现象时的屈服极限值,也就是抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为“条件屈服极限”或“屈服强度”。大于此极限的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。

其次,关于航母用钢的屈服强度。

航母用的钢材特别是飞行甲板用钢要求(尤其是对于材料的屈服度要求)极高!一般对于造船用钢材都用Mpa(兆怕)来表示屈服度。民用船舶一般只需要250Mpa的材料即可,普通军用船舶也就是300Mpa以下。而且近年来,随着成本控制的要求进一步提高,一般军舰采用民用标准的很多,材料要求进步降低,甚至出现了使用铝材建造上层。但对于航母的飞行甲板标准却是各国均没下降过的。而且全世界至今仅仅4个国家制造的钢材能够用于航母制造。

比如:俄罗斯的AK系列合金钢是世界上屈服度最高的材料,使用镍铬和加入钛的合金钢,根据钛成分的多少分不同样本。最高的达到1000Mpa,用来制造需要深潜的核潜艇。而用来制造航母飞行甲板的一般在850Mpa左右。

美国HY系列特种钢材同样用于制造潜艇和航母飞行甲板。HY80的屈服度在800Mpa左右,同样也是镍铬和加入钛的合金钢。

法国软钢的屈服度比较底,仅550左右,但对于出口限制较少。

对于上述的几种材料,美、俄是基本不出口的。 英国的无敌级航母使用的就是法国软钢,但基于这样的材料屈服度比较底,一般仅仅用于制造小型垂直起降或者直升飞机航母。法国自己的戴高乐号还是用的HY80特种钢。日本也能制造屈服度比较高的特种合金钢,基本在450左右,日本的潜艇就使用了本国出产的特种钢材。

反观我国,对制造屈服度高于350的特种钢材的生产能力比较底,这个从我国建造核潜艇的速度上就可以反映出来。材料的生产是个大问题。同样的对于航母也是如此。

D. 航空母舰的钢材与普通钢材有什么不同

航母舰体采用高强度特种合金钢。钢材的屈服强度一般在500~800兆帕,比较而言,民用船所用钢的屈服强度有250兆帕就够使了,普通军用船只在300兆帕以下就行。建造一艘7.5万吨级的大型航空母舰,需用各种特殊品种厚钢板4万多吨。
中国的航母情况不太清楚,美国用来制造航母飞行甲板的钢的屈服强度一般在850兆帕左右。他们现在已经生产了两种型号的特种钢。
一种是HY系列特种钢材。
HY-80的屈服强度在800兆帕左右,用于航母制造,是镍铬和加入钛的合金钢。而后美国又在HY-80钢的基础上,发展了屈服强度不低于686兆帕的HY-100钢,其也是当前美国海军航母重要部位的主要材料。
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。该型钢已部分或全部取代HY-80钢用于建造大型水面舰艇,如驱逐舰、巡洋舰和航空母舰等,其中尼米兹级核动力航母的某些结构采用此钢种。HSLA-100钢是美国为新建的航母壳体和先进的攻击型核潜艇(非耐压壳体)而研制的钢,屈服强度约为690兆帕,其性能已达到HY-100钢的水平,板厚可达100毫米。HSLA-100钢的第一批订货是用于核动力航母“斯坦尼斯”号(CVN-74)。
这种型号钢板由于采用了尖端低合金技术,其硬度超强,重量非常小,因此建造构件非常轻便,并且成本还很低。用HSLA-100这种特殊用钢建造的福特级航母,其整体重量减轻了很多,建造成本也节省许多。如果在航母舰体外壳上使用这种特种钢,它能够在提供相同或者更长的使用寿命情况下,比采用传统高强度钢建造的舰体外壳更薄,重量更轻。
美海军原打算采用HSLA-100钢作为航母CVN-78的飞行甲板用钢,为了减轻重量,经过攻关,又研制出了HSLA-115钢。它的屈服强度达到了800兆帕,不仅可以降低航母的重心,还可显著减小飞行甲板厚度,从而减轻航母重量。此外,美国海军的建造冶金专家与日本的船舶专家在合作开发一项高强度合金钢焊接新技术,这门技术将会在很大程度上减少采用高强度钢建造航母而造成的成本增加。可以想象,采用这些新技术手段打造的美国航母将会更加坚硬和强悍。

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