2005年4月26日,瓦良格號被拖進大連造船廠的幹船塢,開始由中國人民解放軍更改安裝及繼續建造,瓦良格號當時並沒有建造完成,蘇聯解體之後,烏克蘭經濟情況不佳,更是將其棄之不理。所以這艘航母僅具外表,形同一艘海上浮臺,被長時間遺棄在尼古拉耶夫市的海岸邊。
所以要改建瓦良格號的技術難度非常高,中國為了未來核心技術不被其他國家卡脖子,在改造過程中全部自主研發。
而最核心的問題之一就是解決航母用鋼材問題,當時瓦良格號因為被拆除了許多內部裝置再加上長期鏽蝕,需要幾百噸的對稱球扁鋼進行修復,所謂球扁鋼就是一種頭部呈圓球狀,身體扁平的特殊鋼材,主要應用於造船和造橋領域,一般較大的船隻和正規的船舶在設計時主船體大多選用船用球扁鋼,採用與相連板材相同厚度與材質的球扁鋼作骨材(也稱筋骨或龍骨)。球扁鋼可以說是修復航母不可或缺的鋼材。
球扁鋼
2008年,鞍鋼負責研製“瓦良格”號所需要的對稱球扁鋼,而當時中國沒有任何研製加工此類鋼材的經驗和技術,這項艱鉅的任務落在了鞍鋼集團鋼鐵研究院軍工所的研究員周丹身上,她從事水面艦船用鋼的研發已經24年,但是這項任務對於她而言卻還是異常艱鉅。
因為在那個時候,中國沒有任何一家鋼鐵企業具備生產對稱球扁鋼的經驗和條件。但周丹知道這項任務的重要性,開始邊研發邊試製,每天接近20個小時呆在實驗室和生產車間,兩個月後,終於軋製第一批球扁鋼,然而周丹到現場一看,立馬頭大了起來,球扁鋼根本軋不出來,軋一根一量尺寸就不對,然後再試一根,尺寸還不對,周丹在現場待了十幾個小時,就軋了幾根鋼,沒有一根是合格的。
周丹心裡一想,這樣不行,周丹發現由於對稱球扁鋼外形特殊,尺寸差異大,再加上金屬流動和孔型設計的因素,僅軋製成型就十分困難。由於沒有專用的生產線,熱處理的效果也不理想。所以周丹嘗試把球扁鋼固定在熱處理架上,防止變形,才終於保證了產品的生產。
2009年5月,鞍鋼為遼寧艦修復生產的200噸航母用鋼順利交付。周丹團隊僅僅只用了一年半的時間,完成了需要三到五年才能完成的研發任務,生產了大概10倍的產量,最終保證了供貨。
解決了對稱球扁鋼的研製問題,鞍鋼又面臨了更加重大的考驗,那就是甲板鋼的研發,甲板鋼可以說關係著航母的戰鬥力和防禦力,技術難度非常之高,世界上僅有美俄法三個國家掌握這項技術,就連英國的航母都是和法國購買的鋼材,最重要的是,這三個國家全部禁止向中國出口航母所用鋼材。
而且即使允許出口,我們也不敢買,甲板鋼如此核心重要的材料,如果對方做了手腳怎麼辦,那麼我們所有的努力就只能功虧一簣。所以只能自主研發。
甲板鋼的難度有多高呢?首先需要解決的就是海水的腐蝕和鹽度問題,不解決這個問題的話,航母就會因為甲板上鏽跡斑斑而無法保證足夠的作戰能力,而鹽度過高會讓甲板變脆,日本在二戰時期就遇到了這個問題,直接導致排水量高達7萬噸的“信濃”號航母被4枚魚雷擊沉。
另外它需要承受數十噸艦載機的衝擊摩擦,又要經受發動機尾焰數千度高溫的炙烤,在戰時還要能夠抵禦一定的炸彈爆炸輸出,屈服強度(屬材料發生屈服現象時的屈服極限,也就是抵抗微量塑性變形的應力)要求在500MPA以上。
法國生產的"軟鋼"屈服強度是550MPa左右,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,所以法國的“戴高樂號”航空母艦用的是美國的HY-80鋼。
另外,一艘航母的建造,三分之一的工作是進行鋼板的焊接。因此,拼焊飛行甲板的鋼板面積越大,頭尾之間的強度偏差又不能超過10Mpa,所有的-84度衝擊韌性,都是在250焦以上,這樣不僅品質最高,焊縫數量越少,還能縮短建造週期,提高甲板整體品質。為提高航母的機動性,增加航速,需要減輕船體重量,降低重心,使船體更加平穩,還要有足夠的防彈能力,這就需要高強度高韌性的鋼板進行保障。因為要同時滿足如此多的苛刻要求,所以航母用甲板鋼超過了任何一種軍用艦船的鋼材品質。
所以其實真正完全掌握了甲板鋼技術的只有美俄兩個國家。最強的是俄羅斯的AK系列鎳鉻加鈦合金鋼是世界上屈服強度最高的材料,可達1000MPa。
但是鞍鋼並沒有退縮,為了完成甲板鋼的研製,整個團隊24小時一直在廠裡,從前線到後線各個工序進行跟蹤,每天能睡幾個小時,每天三、四個小時。
一重集團也加入了甲板鋼的研發工作之中,為了能夠鍛造出甲板鋼,一重集團為鞍鋼的鋼材基地研製了世界上最先進的鋼鐵生產加工裝置——被稱為“世界軋機之王”的五米五超寬軋機。
五米五超寬軋機
這個世界最寬的軋機,擁有世界頂級的軋製能力。高達10萬噸的下壓軋製力,可以軋製寬度5.5米的鋼板,軋製長度可達40米以上。是當之無愧的“軋機之王”。
最終,在鞍鋼的努力下,中國航母採用的甲板鋼終於在這個軋機之王下誕生,整體技術指標與美國福特級使用的HSLA-115型特種鋼不相上下,達到了690MPa。
之前西方國家宣稱中國造不出航母裝甲的宣言被不攻自破了!
除此之外,航母用鋼並不是只有我們所說的甲板鋼、球扁鋼,還包括了艦體用鋼、上層建築鋼多種鋼材,鞍鋼為此引進了國內最先進的熱連軋板帶生產線,大大提高了產量,在為中國產航母供應鋼材的任務中,鞍鋼只用了一年就完成了過去需要十年的特種鋼產量,目前中國產航母除了30%技術相對較低的結構鋼之外,中國產航母所需要特種鋼材的70%都是鞍山鋼鐵集團生產的。
這大大加速了中國產航母的建造速度,從改建到交付,中國只花費了7年的時間,可以說要是沒有鞍鋼的付出,遼寧號服役不會這麼快。現在中國第一艘自主研發、自主建造的航母即將交付海軍,而上面的鋼材也是由鞍鋼負責的。
可以說,在海軍走向深海的征途上,鞍鋼發揮了重要的貢獻,創造了屬於中華民族的中國奇蹟。
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通篇看下來,再難的技術在中國只要幾個人就能搞定。不需要什麼專家,權威!鞍鋼研究航母用鋼的時候,其他鋼鐵廠在看戲?那些專家也在看戲?
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以前說是寶鋼提供造航母的材料?
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中國冶金早就是世界第一了,弱項在焊接工藝,鑄造工藝,淬火工藝,這幾項需要時間和技術的積累。焊接技術現在有所突破,鑄造方面現在有3d,鐳射等新技術,解決一部分難題。但是淬火工藝工序是繞不過的坎,只能慢慢摸索改良。
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那印度航母鋼材又哪來的呢?????
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中國有很多軍用鋼木才幹不了。
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我們會做但是成才率低
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我們不是研究出來1053兆帕的特種鋼和2200兆帕的特種鋼了嗎?
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鞍鋼不愧是中國航母之父!
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國家的強大離不開許許多多,像鞍鋼及鞍鋼的工人師傅們的艱辛努力!向為祖國強盛而辛勤工作的勞動人民致敬!!!
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巾幗英雄,國之棟樑——向樑丹先生致敬!
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嗯,鞍鋼要繼續努力,咱們國家好多材料還落後於發達國家
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和俄羅斯相比還有提升的空間
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周丹之類的科研人員對國家的貢獻相比較范冰冰們的貢獻簡直就是天上地下,而他們的收穫卻正好相反,這才是我們亟待解決的問題!
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奇怪,寶沃汽車不是用航母鋼造的嗎?
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法國的航母鋼材是買美國的?
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造高強鋼根本不是一個事情,問題是加工和現場加工和焊接技術
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為鞍鋼點贊,為所有中華兒女的不屈精神!
690mpa,和1000差距好大。