屈服強度在2200Mpa的超級鋼,這種鋼能不能造出世界領先的核潛艇?

軍史吐槽君


先回答題主的問題:這種鋼不能造出世界領先的核潛艇。至於原因,儒道之主給出的解釋很簡單:一、題主說的消息是假的。二、材料並不是建造世界領先的核潛艇唯一因素。三、該特種鋼能否用於核潛艇的製造還是個未知之數,即便是能用,也別指望著一步登天。四、下潛深度只是潛艇性能之一,並非全部。

“屈服強度為2200MPa的超級鋼”?這是個假消息或者說是誤傳,源自於某些媒體的一則報道,以下黑體部分摘自有關“屈服強度為2200MPa的超級鋼”的報道:2017年8月,《科學》雜誌刊登消息稱,中國成功研製出了屈服強度高達2200MPa的“超級鋼”,並實現了批量生產。


這則消息中的“超級鋼”指的是由北京科技大學、香港大學、臺大的青年科學家聯合研發的D&P特種鋼,然而無論是研發團隊發佈的消息、論文,還是在我官方報道的內容中,這個2200MPa指的都是抗拉強度,並不是屈服強度。在該研發團隊的論文中明確的寫著“抗拉強度為2200MPa”,這在網上就能夠查到。D&P特種鋼的抗拉強度為2200MPa,延伸率大於15%。

之所以有這種誤解,或許是《科學》雜誌的誤報,也有可能是國內部分媒體的故意誤導,不管是誰的錯,它的結果都一樣:很多人一口咬定是“屈服強度2200MPa”。再加上某些自媒體的推波助瀾,為了吸引眼球更是恨不得將其吹上天,在百度上一搜,盡是些什麼“打臉日本”、“美德日俄自嘆不如”之類的文章,讓人無語的就是:某些自媒體文章中把S600E與D&P鋼這兩種鋼材搞成了一種東西,真是讓人“歎服”。


製造潛艇所用特種鋼,它的屈服強度越高,在其它條件相同的情況下,潛艇的下潛深度也會越深。因此有人稱“將超級鋼用於我國潛艇製造,使其下潛深度可以達到900米,還有可能更深”,真是無知者無畏。世界上早就有了屈服強度為2400MPa的特種鋼,敢問:哪個國家的潛艇用的是這種鋼材?又有哪個國家裝備的潛艇下潛深度達到了900米?更何況,D&P鋼的2200MPa根本就不是屈服強度。

這裡存在著一個誤區,製造潛艇的特種鋼材並非只有屈服強度一個指標,也不是屈服強度越高越好。換一種說法就是:屈服強度高的特種鋼材未必就能用來製造潛艇。艦艇用鋼(航母等水面戰艦、常規潛艇、核潛艇)需要的是綜合考慮特種鋼材各方面的性能,基本指標有8項:屈服強度、高韌性、抗爆性、焊接性能、耐腐蝕性能、抗疲勞性能、抗衝擊能力等。必須滿足所有指標,才是合格的艦艇用鋼。在這8項指標中,任何一個不達標也不能使用——屈服強度只是其中一項,不是唯一。


18Ni(350級)馬氏體時效鋼,它的屈服強度至少可以達到2400MPa,但是卻不能將其用於潛艇製造,原因:它的抗衝擊能力達不到要求、韌性差。建造航母、潛艇等選用何種鋼材,需要對8大指標進行綜合考量,取其最優者。各國潛艇所用特種鋼材的屈服強度遠沒有想象中的高,或者說是很多民用領域特種鋼的屈服強度比潛艇所用還要高,最重要的一個原因就是:民用那些領域用鋼要求遠沒有潛艇那麼嚴格。

目前,世界各國潛艇耐壓殼所用特種鋼的屈服強度還沒有超過1200MPa的:俄羅斯潛艇用特種鋼屈服強度1175MPa,美國的HY156、日本NS110的屈服強度為1078MPa,我國039B常規潛艇用國產特種鋼材的屈服強度達到了1000MPa。此外,還有一點需要說明:這幾個國家的潛艇並非用的都是屈服強度1000MPa的特種鋼。比如說美國海軍潛艇、航母的主要結構用鋼HY80屈服強度為550MPa,HY100的屈服強度也只有690MPa。



美國正在用HSLA80、HSLA100替換HY80、HY100,它們的屈服強度並沒有太大的提升,分別與HY80、HY100相當,但它們的其它性能要強於HY80、HY100。網上很多人說“潛艇耐壓殼所用特種鋼的屈服強度必須在1100MPa之上”,對於這種說法,看看就好,千萬別當真。按照這個“標準”,那美軍的核潛艇就沒一個“達標”的:洛杉磯級、弗吉尼亞級核潛艇用的是屈服強度550MPa的HY80,海狼級核潛艇用的就是屈服強度690MPa的HY100鋼。


下潛深度只是潛艇性能的一個指標,鋼材只是影響下潛深度的一個因素。鋼材獲得突破,就能讓潛艇一躍成為世界領先水平?把問題歸咎到材料上,這是推卸責任的一種說辭。仍拿美國為例:所有洛杉磯級核潛艇用的都是HY80鋼,但“洛杉磯”級早期型的下潛深度只有300米,其後期型的下潛深度卻達到了450米,這是材料的問題?決定潛艇下潛深度(耐壓殼性能)的因素,除了鋼材特性之外,還有潛艇外型、彎板技術、焊接技術等等其它影響因素。

潛艇用特種鋼要求含碳量低於0.2%,看看D&P鋼:10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩。其它方面性能先不考慮,就這一個含碳量嚴重超標……所以說,儒道之主給出的答案就是:不能。這可能會讓很多人失望,但有一點需要認清:軍工建設不是靠吹出來的,也不是靠臆想來的,更沒有什麼“彎道超車”。近些年,我國軍工建設之所以能夠取得這些成就,那都是靠我國軍工建設者辛苦付出換回來的,青春、汗水、心血,甚至是生命!

世界主要國家潛艇用鋼性能對照表


儒道之主


最近看到媒體上很多報道“超級鋼”的新聞,主要就是我國鋼鐵業研發出了世界領先的屈服強度在2200Mpa(兆帕),均勻延伸率16%的新型超級鋼,這樣的成就固然讓人感到欣慰,但是不管是自媒體還是專業媒體都經常在後面加個點綴,意思基本上就是我國潛艇以後用上這個鋼就啥也不愁了,世界領先了,無敵了,潛深一千米了,這是負責任的報道態度嗎?知其然必知其所以然,跟著吐槽君一起來一次系統性防忽悠實戰訓練吧!


我國這個超級剛除了良好的屈服強度和延展性外,主要有兩個優勢:

第一、成本低,就是一種普通的中錳合金鋼,沒有什麼昂貴的稀土元素之類的添加劑,主要成分是10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩。

第二、這種鋼是製備工藝成熟,使用通用化加工設備方法制成,容易實現工業化生產,從科研產品到工業產品的轉化速度快。

那麼我們這個鋼真的可以用在潛艇上趕英超美嗎?所謂的潛艇用鋼可以說是高強度鋼中對性能要求最嚴格的,除了屈服強度,還必須有的就是60毫米以上板材的良好焊接性能,不然根本不能用來造潛艇殼體,你再強,如果不好焊接,那也只能是GG。所以這就導致了一個奇葩情況?目前軍用潛艇、航母等用特種鋼的屈服強度其實都大大低於民用特種鋼的屈服強度。

上面這張圖上我們可以看出來,目前全世界潛艇用鋼水平最高的俄羅斯所使用的屈服強度也不過1200Mpa,但其實在上世紀五六十年代,很多國家就已經造出屈服強度在1600Mpa以上的特種鋼,比如美國的300M鋼,我國35Si2Mn2MoVA鋼等等,但是為什麼他們都沒有用來造潛艇?就是因為焊接性能不過關,直接就給pass了!焊接性能好需要什麼?那就是必須含碳量低,潛艇使用的一般都是0.2%以下的低碳合金鋼,而我國新研製的超級剛含碳量達到了0.47%,已經是低碳鋼上限的兩倍以上,所以就這一點也就基本上告別了軍用領域,更別說是潛艇製造了。而除了良好的焊接性能,軍用造艦用鋼還有諸如抗海水腐蝕、低磁性、抗疲勞等多種要求,並不是單單一個屈服強度就能解決的問題。國家在發展,技術也在進步,但是一定要戒驕戒躁,繼續努力,意淫不能強國!


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