改造“瓦良格”，從2002年到2012年，我們用時十年之久，為何如此難做？從無到有，許多關鍵技術和材料正是其中重點與難點，一個6.7萬的鋼鐵巨獸，用鋼正為難點之一。據公開資訊披露，甲板鋼，我們當時向俄羅斯買回來一點，但不能足夠使用，為此，向鞍鋼壓任務，他們頓感壓力山大，用時一年半，終得研製成功。要問這鋼怎麼樣，他們現在自豪地說，成為真正的世界頂配，水平是領先性的。甲板鋼寬度可達5.5米，長度超過40米，技術上與美國最新“福特”號所用HSLA-115各有側重，水平完全相當。有了可靠的特種鋼，中國產航母建造變得十分快捷，用時兩年快一點，也就完成了呢。

什麼都是自己造。不客氣地說，現在哪怕一顆鏍絲釘，都屬於我們自家擁有技術產權的。航母用鋼大致三種，甲板鋼，船體鋼和結構板，在屈服強度上，都有特殊要求，僅以船體鋼來說，屈服強度都要達到550兆帕。中國超級鋼有種S600E，屈服強度高達600兆帕，堪稱為嬌嬌者。強度高，耐蝕性好，耐熱效能非常優異，自投入使用以後，有高實驗條件下，不層發生斷裂，未出現任何異常。從而說明一樣事，用鋼我們剛剛的，已突破了所有實用技術，中國產航母用鋼，全部來自我們自己。

所有的一切都被打造出來。有了鋼，沒有板軋機不成。如果說特種鋼研製，在於技術環節，那麼寬厚板軋機則生產環節中的大關礙，沒有它，鋼板按多大規格符合要求，就會成為問題。現在一款5500毫米厚的板軋機，出現在世人面前，成為世上最先進的，航母用鋼，想怎麼用便怎麼用。

特種鋼其實是在碳素鋼中按照比例加入不同的合金元素，使其達到自己想要的特性，這就是特種鋼，特種鋼的用途很廣，從橋樑，核反應堆冷卻到航母都有他的身影，根據不同的需要來製造不同特性的特種鋼。

航母所使用的特種鋼也有許多種，因為航母每個部位所需要的特種鋼特性是不一樣的，比如航母在海水中航行的交通工具，它的船體必須要有很強的耐腐蝕性，當然塗裝是一方面，其本身的耐腐蝕能力也是一方面，另外，像航母甲板，必須要有足夠的耐熱性，因為飛機在起飛的時候會噴出高溫火焰，因此在這部分的特種鋼特性是耐熱性要高，6鉬鋼由於還有很高的鉬，所以耐腐蝕性，耐高溫能力很強。

在艦載機起飛和降落的過程中，艦船也要承載很大的衝擊力和壓力，而且他還需要有抵抗爆炸的能力。

除了這些，船體本身不是一個平面，因此他還需要有一定的曲服度才能加工成船，而這種金屬材料需要有0.2%的殘餘變形應力值極限，如果大於極限的外力作用會使零件永久失效，無法修復，因此特種鋼的技術掌握非常複雜。

航母的體積很大，因此需要的鋼板面積也大，它必須達到長40米，寬5.5米的要求，焊接縫越少越好，以免因為焊接縫過多而造成地面凹凸不平的隱患，而直接鍛造大面積的特種鋼也是一個很大的挑戰，全世界有能力製造特種鋼的國家屈指可數，當年中國從烏克蘭購買了瓦良格號，歷盡千辛萬苦帶回國之後，整個航母已經是鏽跡斑斑，對他的改造也因為特種鋼的原因而推遲了五年，後來在鞍鋼集團上下團結努力的基礎上用最短的時間克服了特種鋼的難題，遼寧號70%的鋼都是由鞍鋼提供。

中國現在不僅僅已經不需要依靠外國技術製造特種鋼，而且還研發出了可以抵抗兩千兩百兆壓強的超級鋼，這種鋼的製作要求，第一特種鋼要更高，比如他需要有五倍以上的壓力進行壓軋，然後迅速冷卻控制溫度才能夠形成這種鋼，結構組織很細膩，不容易變形，強度特別高韌性也好。

圖片上是美軍航母用鋼板的成分表，HSLA–100是目前“福特級”所使用的低合金高強度鋼材，而HY–80和HY–100兩種鋼材是美軍核潛艇耐壓殼體所用的鋼材，但是美軍在建造“尼米茲 ”級航母首批次的時候使用了大量的HY—80鋼建造，在後幾個批次當中也關鍵部位也使用的少量的HY—100高強度鋼…直到HSLA—100研製出來之後才在尼米茲級最後幾艘“里根號”、“布什號”上使用，而最先進的“福特級航母”使用大量HSLA—115鋼。

圖片上是大型鋼鐵生產聯合企業的“板坯連鑄”生產線。

航母用鋼板都是超長、超寬，厚度很大的定尺鋼板，比如：排水量6萬~10萬噸的大型和超級航母，飛行甲板鋼材用量在6200噸~8500噸左右，標準板：長25米、寬5.5米、厚度50毫米的鋼板，福特級使用更先進的高強度鋼板厚度可能會有所減薄。

在2000年以前中國裝備製造工業還處在發展階段，這種超大軋機還暫時不能研製，沒有超大軋機也就沒法為建造航母提供所需鋼板，國外進口不是我們的選項，因為現代化是買不來的，只能是自己奮發圖強！

圖片上中國工業裝備製造史上的里程碑！5500㎜寬厚板軋機，是當今世界上最先進寬厚板軋機，是生產航母用鋼板的“神器”！它的製造成功是使中國在生產航母用鋼的所有技術環節和生產環節都被打通！不會出現任何生產環節瓶頸！因此，中國成為世界上可以生產任何規格航母用鋼材的國家！

一個國家要想國防現代化就必須把自己的重工業水平提高到最高等級，只有這樣才能不受制於人！否則就將會被別人掐脖子！這個知味兒我們以前嘗過，現在部分行業仍然在嘗…但是我們有自力更生的決心和艱苦奮鬥的勇氣！“天行健，君子以自強不息！這是中華民族的傳統！也正是在這樣的傳統下，任何事情都能迎刃而解！任何困難都能邁過！

航母所使用的鋼材可不是一般的鋼材，是經過特殊技術得到的特種鋼材，全球只有五個國傢俱備生產航母特種鋼材的能力，之前中國購買的“瓦良格”號航母，就是因為在鋼材上技術不過關，所以才讓他在港口漂了幾年。

特種鋼材品質的好懷直接影響軍隊的戰鬥力，從裝甲車，艦艇，飛機，航母等都需要特種鋼材，目前中國和美國算是這個領域的領頭羊。

航母的不同部位需要用不同的鋼材，首先是主體的結構鋼材，比如龍骨，水密隔板材等，國際公認的是勞氏船舶標準中規定的合金造船鋼，另一種是浸泡在水線下的裝甲鋼，或者是在甲班上的建築用鋼，每個國家的製造技藝和材料用途各不相同，他們的厚度都不一樣，耐腐蝕性，高溫性也需要根據不同部位進行調整，因為航母是常年泡在水中，海水是鹹的，腐蝕性更強，因此艦體需要耐腐蝕，而飛機起飛的甲板，則需要耐高溫，因為飛機起飛時會噴出高溫烈焰，所以需要突破不同部位性質不同的特種鋼材技術。

航母體型巨大，在製造時需要很多鋼板，但鋼板太多航母強度就會降低，所以還得有能力製作大型鋼板。中國擁有世界上最大的軋機，可以壓出長40米，寬五米半的巨型鋼板，這也是中國能夠快速建造剛才的重要原因，另外中國還研發了先進的卷板機，目前最大的卷板機噸位已經超過了8000噸，這種8000噸級的卷板機可以用於製造大型攻擊核潛艇以及戰略核潛艇等。

說到鋼材，我們就講講已經服役的遼寧艦吧。

大家都知道遼寧艦的前身是俄羅斯的瓦良格號，這艘航母於1985年12月開始建造，1988年下水。截止到1991年11月，瓦良格號的工程進度已經完成了68%。但隨著1991年12月蘇聯的解體。由於烏克蘭無力繼續建造被迫停工。1997年中國購買了早已鏽跡斑斑的瓦良格號，開始了漫長的回國之路。直到2002年瓦良格號抵達大連港。可謂是千辛萬苦。 如果從建造算起，這艘航母已經有30多歲。剛剛回國時的樣子讓人不忍直視。相信任何人也無法把它與現在的遼寧艦聯絡起來。而從2002年回國到2012年服役。這其間就是一直因為沒有合格的航母用鋼材導致2009年瓦良格號才開始改裝。

也許有人會說，中國的鋼材產量早就已經位居世界首位，並大量出口，怎麼可能會生產不出來。航母用鋼和其他鋼材區別非常大，之所以中國幾十年來一直沒有建造航母，一直沒有建造航母的主要材料是一大原因。這其中就包括鋼材。當今世界上能夠生產航母用鋼的只有美國、俄羅斯、德國和日本。而這幾個國家都是不可能把技術賣給中國的。

以瓦良格航母為例，從其開始建造到被中國改造，經歷了24年的時間，從未經過防腐處理的瓦良格身上的鋼材卻讓中國軍工人員大吃一驚。在國內檢查後發現，“瓦良格”號的鋼可以自然的抵禦海水腐蝕，表面的鏽跡擦去後，裡面跟新的一樣；而且，為了防止磁性水雷或者磁力探測裝置對軍艦的探測，重要的軍艦使用的鋼材都要進行消磁處理，即使由於自然界本身所帶有的磁場，致使軍艦在航行數年後也還要進行逆向消磁，但瓦良格在中國進行首次檢查後發現，其艦身上鋼材的磁力依然為零。可見，前蘇聯時期的特種鋼材製造工藝有多麼高超。

局座張將軍在節目中就曾表示：中國投資4000多萬美元修路、建船塢、蓋工房，只是等這些基礎設施都搞完了，才發現我們沒有造航母用的鋼。所以2002年回國，直到2009年才開工。

在瓦良格號回國後，中國就開始與俄羅斯談判，想要採購航母特種鋼的生產技術。但俄羅斯只同意出口鋼材，技術多少錢都不賣。於是中國軍工科學家們開始了的刻苦攻關！終於突破了這一技術難題。使瓦良格號順利成為了中國第一艘航母，也使002型航母順利下水。從此再也不必看他人的臉色。

而同樣在製造航母的印度，直到今天還在採購俄羅斯的鋼材。而普京大帝時不時的就會漲漲價！已經讓印度苦不堪言。可見，一個國家想要真正的成為軍事強國，軍工產業必須要靠自己。只有掌握了核心裝備和技術才能不被任何人看不起。真正的擁有話語權。

眾所周知，在低溫下鋼材很脆，容易掰斷。而中國航母甲板所用的鋼材能夠在-84°的情況下，抗衝擊韌性超過250J。簡單來說，就是把這種鋼材拿到-84°的環境下，用250公斤的重物從1米的高度下落砸到上面而不會折斷。從這裡就可以看的出來，中國航母用鋼的技術是很厲害的。因為隨著鋼材強度的提高，焊接難度則越來越大，如何解決高強度鋼的焊接難題，也是極為關鍵的。中國科研人員研製出了自動焊接機器人可以焊接航母和火箭所用的鋼板。哪有什麼歲月靜好，只不過有人為你負重前行。(圖片來自網路)

航母用鋼要求還是挺多的，首先耐腐蝕性要高，屈服強度在500Mpa至1000Mpa，抗拉強度越高越好，一般合金鋼抗拉強度在1600Mpa左右，當然還有更高的，但是會出現單位體積重量增加，所以一般在考慮材料強度時也要考慮重量。

對於中國航母用的鋼材有訊息稱是上海寶鋼生產的特種鋼材，小編對這訊息很肯定，畢竟航母用鋼量很大，完全靠進口不切實際，但是少數地方用進口材料也是合理的，並不是所有種類材料中國都能生產。

關於航母用的材料網上也都能百度到，但是任然會存在一定區別，就是在材料成份上，每種金屬元素的含量是很影響材料的使用效能，基本可以說不同國家不同鋼廠生產同一種材料其效能都存在差別。

對於寶鋼，可以說是中國第一大鋼廠，對於特種鋼材的製造工藝應該是沒得問題，效能上肯定能夠滿足航母用鋼標準。對於特種鋼材的生產工藝，基本可以分成幾個大的步驟，鑄造合成，熱軋，成型。大的工藝基本和其他金屬材料工藝差不多，但是由於材料成份不一樣，工藝存在很多的細微區別，例如，雜質的控制，析出相含量控制，軋製溫度等，往往這種細節上的控制就會決定材料的使用效能，從而也導致合金材料很難生產，基本很多鋼廠都是不行的，中國也就寶鋼和首鋼可以吧，其他廠不太了解。

中國對於特種鋼的需求量很大，基本全部軍用了，民用基本不給，畢竟供不應求。特種鋼的產量好像每年也才幾十萬到幾百萬頓不等，要看什麼種類的材料。所以說呀，特種鋼不像普通鋼筋，不是那麼簡單就能生產。

航母特種鋼“拒磁”效能的意義

所謂“拒磁”並非不導磁，而是不被磁化或者說抗磁化效能好。鋼材的本質是鐵，因此會導磁和被磁化，物體的導磁特性通常用導磁率或導磁係數來表示，單位是亨/米（即H/m）。例如常用於電動機制造的專用鋼(steel)，其相對導磁率約介於2000～6000H/m之間，高碳鋼的導磁率約為7000H/m，而空氣的導磁率定義為μ0其值為4πx10^-7H/m，這就是磁鐵能隔空相互吸引以及吸引導磁物體的原理。

武器專家利用導磁原理研製出專門用於攻擊艦艇的磁性水雷、磁性魚雷等等磁感武器，航母屬於大型水面作戰平臺，如果建造材料不具備優良的拒磁效能，長時間在海里航行後將會被地球磁場磁化，那麼航母將變成一個產生巨大磁場的移動物體，增大了對磁感武器的感應敏感性，更容易成為磁感武器的攻擊目標，因此航母特種鋼的導磁率必須低於500～1000H/米。低導磁率並不代表不會被磁化，這也是航母和其他艦艇必須每隔一段時間就要入港進行消磁作業的原因。下圖為正在基地進行消磁處理的俄羅斯20380“守護”級護衛艦。

航母特種鋼的“高韌性”效能說白了就是不易變形和折斷，通常用屈服強度度來表示，比如美國的HSLA-80航甲板母專用鋼板屈服強度為300MPa~600MPa，美國建造“福特”超級航母所使用的HSLA115特種鋼屈服強度已經達到785MPa。世界上常有許多大型貨運船舶在建造時因使用了屈服強度不達標的鋼材導致在惡劣海況航行時船體折斷，甚至還發生過停靠在港口卸貨的船舶發生船體折斷的事故。比如2015年7月15日凌晨3：45，武漢一艘名為“鄂團風貨226”2000噸級的貨運就在港口發生了船體折斷事故。下圖為發生船體折斷事故的貨輪。

航母屬於高價值國防尖端武器裝備，是絕對不允許發生船體折斷這類事故的，而且航母在回收艦載機時甲板需要承受艦載機每個架次降落時產生的巨大沖擊力。比如殲-15艦載戰鬥機的空重為30噸，在搭載3噸燃油和2噸彈藥後飛行重量將會增加到35噸，而降落時則需要保持230公里/小時的速度著艦，此時艦載機的過載將會超過5個G，航母甲板將會受到相當於175噸的力的瞬間衝擊，關鍵是這種衝擊力並不是偶然發生，戰時每天承受200～300個架次的衝擊也是很常見的。

其次就是處於防彈效能的考慮，如果鋼材屈服強度不達標，極有可能因中彈而引發艦體變形、開裂、折斷，從而導致沉沒。航母上有價值幾百個億的裝備以及5000～6000名左右的官兵，一旦沉沒將會對國家造成嚴重損失，最重要的是國防力量會因此削弱。因而航母在建造時必須使用屈服強度效能優異的特種鋼材。下圖為準備著艦降落的“超軍旗”艦載戰鬥機，在觸艦瞬間航母甲板將承受巨大的衝擊力。

抗高溫效能是可以很直觀地了解到的，比如艦載機起飛前從機尾處升起的擋焰板。噴氣式戰鬥機的發動機尾焰溫度最高能達到1800℃，而普通鋼材的熔化溫度為1500℃，儘管飛機發動機所噴射的尾焰不足以在短時間內將擋焰板加熱到熔化溫度，但是鋼材在高溫下使用效能會發生應力鬆弛、熱脆性、熱疲勞等變化，所以航母特種鋼材必須具備承受1000℃左右高溫的能力。馬氏體合金鋼能夠長時間承受650℃的高溫，奧氏體合金鋼能承受620℃的高溫，很明顯這兩種鋼材都不符合航母建造材質效能要求，可見航母特種鋼的效能指標是非常苛刻的。

抗低溫效能也不難理解，鋼材的強度是隨著溫度的降低而下降的，當溫度降低至某個臨界值（或區間）鋼材的韌性就會突然下降，導致鋼材變脆。比如45#鋼的低溫臨界點為-20C°，當氣溫下降到這個臨界點以下時鋼材將失去應有的強度；當溫度下降至-30C°時在重力作用下將會被折斷；當溫度下降至接近-50C°時它會脆得像甘蔗，徒手都能將其掰斷成兩截；如果溫度下降至接近絕對零度，那麼45#剛將脆得像薯片一樣。因此航母特種鋼對抗低溫效能的要求是能在-38℃以內的環境中不發生韌性變化，比如南極、北極等等這樣極寒環境，如果抗低溫效能不達標，航母在極寒環境中是無法承受艦載機著艦降落時強大沖擊的。下圖為撞擊冰山後在沉沒過程中發生船體折斷的泰坦尼克號，船體出現折斷現象說明該型郵輪所使用的鋼材並不符合抗低溫性，早在撞擊發生之前船體鋼材韌性就已經在寒冷的環境中發生變化。

要造一種拒磁鋼板，那就新增鎳、鉻等元素製成不鏽鋼；要造一種只要求高韌性的鋼板則新增鎳、鈷元素製成高強度合金鋼；要造一種只有耐高溫鋼材，那就新增鎢、鉬元素製成鎢合金鋼……任何一種單一效能要求的鋼材都可以輕鬆製造出來，但是若要求集拒磁、高韌性、抗高低溫效能於一身的鋼板就不容易了，因此航母特種鋼是一種十分難以生產、十分難以加工焊接、十分珍稀的高效能造船材料。此外，除了美、俄、中三個冶金大國以外，日本、法國、英國的冶金技術也是非常先進的，為何他們也造不出航母特種鋼呢？

原因在於日本受到成本的制約！航母特種鋼雖然屬於高效能鋼材，但是出於研發難度過大、價格過高、需求量過低（禁止向國外出售）的原因考慮，即使日本成功研發出航母特種鋼的生產工藝，研發成功也很難轉化為效益。畢竟日本是一個戰敗國，武裝力量以及武器裝備的發展受到嚴格限制，研發航母特種鋼自己用不上，又不能賣給海外使用者，做這種買賣是絕對虧本的。而英、 法兩國目前各自只建造了一艘在役的航母，少量用鋼投入大量資金自行研發根本不划算，索性向美國購買反倒省事許多，因此英、法、日這三個具有先進冶金技術的國家也不具備生產航母特種鋼的能力。下圖為分段建造期間的英國“伊麗莎白女王”號滑躍起飛航母，它的建造材料全部從美國引進。