蛙塞哈哈

和大多数人猜想的不一样，螺旋桨其实基本不使用钢铁材料打造，因为这玩意儿不耐腐蚀，而且不易加工切割，因此在二战之前，不管是军用还是民用螺旋桨大多采用的是高强度黄铜（铜锌锡合金）铸造而成。这种材料强度较高，又比钢材更好加工塑型，特别是在海水的高盐环境下有很好的耐腐蚀作用，在造船业曾经得到了长时间的青睐。

但是随着船舶特别是军舰的快速发展，吨位越来越大，速度越来越快，黄铜逐渐显露出自己的劣势。首先万吨级海轮要求使用与自己体型相符的米级以上大叶片螺旋桨，而黄铜材质的抗拉强度和耐腐蚀疲劳性较弱，因此必须保持一定的厚度和体积才能满足要求，而这就造成了螺旋桨重量过大，不仅增加了船舶动力负担，而且对传动轴承的磨损也更加剧烈。
（脾斯麦号战列舰）

另一方面，船只速度的加快促使螺旋桨的旋转速度不断提高，附加在叶片上的空泡腐蚀量（旋转过程中气泡快速生成与爆裂造成的腐蚀）也成倍增加，而这就导致黄铜发生了不可逆转的脱锌现象，结构强度进一步降低。随着黄铜螺旋桨经常性的开缝破损断裂，迫切地要求人们找到一种更适用于大型船只的新型螺旋桨材料。

（螺旋桨边缘空泡腐蚀）

这样的尴尬最终被英国海军所打破，在二战中，英国海军为了提高鱼雷艇的速度，给它们加装了飞机发动机，这使得螺旋桨的速度成倍增加，结果在使用黄铜螺旋桨的试验过程中发生了非常严重的空泡腐蚀现象，有时候甚至没到100海里就直接龟裂折断。英国海军在经过多次试验对比后，最终选择了一种新型的镍铝青铜材料制造螺旋桨，并最终获得了成功。

镍铝青铜材料是具有跨时代意义的，它的密度比黄铜小10%，但是耐空泡腐蚀性能是黄铜的3倍，腐蚀疲劳强度是黄铜的2倍，在海水特别是高污染海水中的脱材料现象也比黄铜要小50%以上，难能可贵的是镍铝青铜还继承了黄铜材料易铸造，好切割的优点。经过实际应用统计，使用镍铝青铜材料制成的螺旋桨厚度减少了8%，重量减轻15%，螺旋桨的寿命提高两倍以上，效率提高20%。正因为它如此优良的特性，在二战后迅速普及，成为了大型船舶，特别是大型潜艇和军舰（包括航母）螺旋桨材料的不二选择！

而即使有了镍铝青铜材料和急冷加工技术，想要铸造打磨出合格的航母螺旋桨依旧不是那么容易。美军尼米兹和福特级航母上总共有4个五叶螺旋桨（便于转向机动），每一个直径大约6.4米，重量约为30吨。

（尼米兹级航母螺旋桨）

然而这么大的航母螺旋桨却对精度的要求极其严苛，表面要求绝对平整光滑，曲面角度要求丝毫无差，加工铸造难度极大。以几个工人轮班打磨数十天才能完成，现在多采用7轴五联动大型数控机床加工，效率提高了十倍以上，但是这种机器目前全世界能制造的不超过五个！你说难度大不大？

军史吐槽君

这个问题正好与本人工作相关，有些接触，可以大概讲一下（前面几个回答基本就是百度的皮毛而已，不说也罢）：要设计制造一款合用的舰船螺旋桨，其实并不简单，尤其是航母螺旋桨，由于其结构尺寸大、重量重，航速快，所以在选材、制造加工方面要考虑诸多因素。

航母螺旋桨在选择材料时要考虑的因素

1、航母螺旋桨在运转时，会受到循环应力，螺旋桨叶片在旋转至最低处时所受应力最大，力矩最大点在叶片根部位置，整个叶片在循环应力反复交替作用下，极易差生疲劳，所以航母螺旋桨在选择材料时要选用疲劳性能优良的来制造。

2、因为航空母舰相较于其他军用舰船来说，最高航速是比较高的，在其高速航行时，流经其螺旋桨叶片表面的水流，会气化形成空泡，空泡破裂时又会产生一定的冲击力，从而对叶片形成反复打击，引发空泡腐蚀现象，所以航母螺旋桨的选材还得考虑耐空泡腐蚀性能优良的材料。

3、当航母在航行或停泊时，还会受到海水腐蚀；而在海中航行时，又会受到海水中颗粒物的磨损，因此在选材时必须要考虑材料的耐海水腐蚀性和耐磨损性能。

4、另外，航空母舰与其他海军舰艇一样，都会受到海洋生物的“污染”，比如说“牡蛎、扇贝、水生植物”等会附着在螺旋桨表面，降低转速，那么航母螺旋桨选材当然还要考虑到具备优良的“防海洋生物污染性能”。

5、目前暂时来说，航母螺旋桨因几何形状较为复杂，多用铸造方式进行制造，因此选择的材料还需有“优良的铸造成型性能”；同时，为了避免因意外碰撞导致螺旋桨损坏，就要求螺旋桨材料应具备“良好的力学性能”。

航母螺旋桨可用材料及其性能

航母用螺旋桨的最终确定

根据现代空泡破灭动力学研究表明：当航母在航行中，空泡破裂在螺旋桨叶片表面产生的脉冲压力随流速而变化，实测值为0.68-98MPa，空泡的从生成到破裂的时间间隔为10^(-3)秒-10^(-5)秒，也就是说一秒钟里螺旋桨叶片受空泡腐蚀部位可能被打击1000次-100000次之多，同时海水的腐蚀会加重这种破坏影响（航速更高的快艇，这种空泡腐蚀更为严重，航行几个小时就能观测出螺旋桨上的空泡腐蚀痕迹）。

所以根据上述的各种问题，再考虑到加工工艺和经济成本，均衡性能要求，航母一般选择铜合金制造：

（具体的试验参数和性能指标，以及一些金相分析这里就不能说了，希望大家理解），举个例子，在四五十年代美国制造的CVA-43“珊瑚海”号航母，到60年代就发生过“因螺旋桨叶片疲劳腐蚀而断落的事故”，即使没有断落的几根叶片，也在靠近根部位置产生许多俯视疲劳裂纹，有的裂纹长200多毫米，深80多毫米。所以现代航母螺旋桨材料的选择也是在多次“事故”而后经过多年试验分析的基础上，不断改进的。

总之，现代关于航母的螺旋桨材料水平，我们的铜合金、特种加工技术、转盘空蚀试验技术等都已经达到国际先进水平。

卫青点兵

航空母舰之所以能够运动就是在于在船体下部安装的螺旋桨，船舶使用的螺旋桨与飞机使用的螺旋桨有很大的不用，船用螺旋桨有点像家里的老旧的电风扇，不过不是吊扇而是落地扇。船用螺旋桨的桨叶比较宽大，如果是一个全新的螺旋桨的话是其颜色是黄色的，这是因为螺旋桨使用了铜合金材料。

采用铜合金是有许多优势的，其中有一个就是容易铸造，我国很早的时候就是用铜合金来制作钱币，包括古代的许多武器都是由青铜制造的，而原因就是铜合金可以铸造的优势。由于螺旋桨非常大，而且产量非常低，可以想象包括像美国这样财大气粗的国家也就装备了11艘航空母舰，就算每艘航空母舰拥有2个螺旋桨，这样整个需求才22个螺旋桨。铜合金容易铸造是在于其熔点比较低，而且铸造完成之后不需要经过热处理，因为不会产生过多的内部应力。

另外采用铜合金是在海水中可以长期使用，铜合金的耐腐蚀性非常好，通常使用的船用螺旋桨铜合金有锰黄铜，铝锰黄铜，镍铝青铜，以及锰铝青铜等。其中镍铝青铜的性能更好，包括耐应力腐蚀开裂，耐腐蚀疲劳，耐空泡腐蚀，耐冲蚀和抗海生物污损等这些基本性能。镍铝青铜的抗腐蚀性和双相不锈钢类似，所以是制造螺旋桨的好材料。

采用铜合金的另一个原因是机械加工性能好，由于螺旋桨的尺寸巨大，所以需要大型的设备来进行加工，良好的机械加工性能可以保证完成螺旋桨这种复杂构型。船用螺旋桨非常昂贵，因为工艺发展，制作周期很长，之前法国海军就发生过一次螺旋桨丢失的事故，在法国海军戴高乐号航空母舰试航的时候就发现一个螺旋桨丢了，然后只能一瘸一拐的回来，至今都没有打捞到那个螺旋桨。

航空视界

航母的螺旋桨材质是特制铜合金。为什么不用钢，航母常年泡在海水中，钢不耐腐蚀。为什么不用纯黄铜，为了增加其刚性，不变形，就加了锰、镍等其它金属，按一定比例锻炼而成，特制铜合金。

航母的螺旋桨，其桨叶有五片，重量达一百多吨。其制作工艺复杂，精度要求高，只有少数国家掌握这项工艺技术。可以说，航母螺旋桨制造工艺，是机械制造业中的黑科技，一点不为过。

一是单片桨叶直径5~6米，其铸模成形中不能有空泡。

二是桨叶表面光滑度要求高，达到微米级别水平，可以说要达到像玻璃一样平滑。

三是要划水，桨叶就要求有一定的曲度，异形加工难度高，这可是要精心计算和加工。
航母上装有四个螺旋桨，便于转向。而螺旋桨长年在水底之下，人们戏称，螺旋桨是航母的苦工。据报道，我国曾给辽宁舰更换过螺旋桨，显然，我国己经掌握这制造工艺。

蛙塞哈哈

现代船舶螺旋桨尤其是航母这类大型高速舰船螺旋桨材料多数使用青铜合金，比较常用的有锰青铜，锰铝青铜，镍铝青铜。

早期船舶多使用黄铜合金作为螺旋桨材料，但是随着船舶大型化，高速化，黄铜材料的性能逐渐不能满足需求，一方面黄铜材料抗拉强度和耐疲劳腐蚀强度较低，应用在大型高转速螺旋桨上叶片厚度大，加上材料密度大，导致螺旋桨自重过大，造成轴承过早磨损，另外随着螺旋桨转速增加，螺旋桨叶面空泡腐蚀加剧，而黄铜螺旋桨在海水中易发生脱锌腐蚀，导致材料塑性降低，进一步加剧空泡腐蚀和应力腐蚀，导致螺旋桨容易产生开裂折断。

泰坦尼克时代，螺旋桨多数是黄铜合金

第二次世界大战前后，青铜合金逐渐取代黄铜合金成为舰船螺旋桨材料的主流，在青铜中以一定配比加入镍，铝，锰等，通过控制铸造和冷却过程形成高强度青铜合金，密度小于黄铜合金，机械性能和耐腐蚀性能都远远强于黄铜合金。

航母螺旋桨

央视报导辽宁号更换螺旋桨

当然，青铜合金尤其是镍铝，锰铝青铜螺旋桨在铸造和冷却工艺控制上的要求也大大高于早期黄铜合金螺旋桨，戴高乐号航母左侧螺旋桨叶片高速海试中即断裂损坏，多半就是跟制造过程中工艺控制问题有关。

戴高乐号左舷螺旋桨在高速海试中断裂，公布为制造质量问题

DDG的老船坞

每日点兵，为您解答

由于要适应长期海水高腐蚀性环境下的运行。那么对于材质的选择将是首先要突破的一点。不能用纯钢，因为经不起长时间腐蚀，按照国际惯例大型轮船和航母大多都采用一种特殊铜质合金，也就是在以铜为主要才是的同时加入锰、镍等金属来提高合金的刚性，否则长期承受压力，铜质是容易变形的。轻微的变形没什么，如果达到一定幅度对于航母航行的轨道精准度会有较大影响，另外还会增加噪音。

關鍵字: 海军 采用 螺旋桨