蛙塞哈哈

和大多數人猜想的不一樣，螺旋槳其實基本不使用鋼鐵材料打造，因為這玩意兒不耐腐蝕，而且不易加工切割，因此在二戰之前，不管是軍用還是民用螺旋槳大多采用的是高強度黃銅（銅鋅錫合金）鑄造而成。這種材料強度較高，又比鋼材更好加工塑型，特別是在海水的高鹽環境下有很好的耐腐蝕作用，在造船業曾經得到了長時間的青睞。

但是隨著船舶特別是軍艦的快速發展，噸位越來越大，速度越來越快，黃銅逐漸顯露出自己的劣勢。首先萬噸級海輪要求使用與自己體型相符的米級以上大葉片螺旋槳，而黃銅材質的抗拉強度和耐腐蝕疲勞性較弱，因此必須保持一定的厚度和體積才能滿足要求，而這就造成了螺旋槳重量過大，不僅增加了船舶動力負擔，而且對傳動軸承的磨損也更加劇烈。
（脾斯麥號戰列艦）

另一方面，船隻速度的加快促使螺旋槳的旋轉速度不斷提高，附加在葉片上的空泡腐蝕量（旋轉過程中氣泡快速生成與爆裂造成的腐蝕）也成倍增加，而這就導致黃銅發生了不可逆轉的脫鋅現象，結構強度進一步降低。隨著黃銅螺旋槳經常性的開縫破損斷裂，迫切地要求人們找到一種更適用於大型船隻的新型螺旋槳材料。

（螺旋槳邊緣空泡腐蝕）

這樣的尷尬最終被英國海軍所打破，在二戰中，英國海軍為了提高魚雷艇的速度，給它們加裝了飛機發動機，這使得螺旋槳的速度成倍增加，結果在使用黃銅螺旋槳的試驗過程中發生了非常嚴重的空泡腐蝕現象，有時候甚至沒到100海里就直接龜裂折斷。英國海軍在經過多次試驗對比後，最終選擇了一種新型的鎳鋁青銅材料製造螺旋槳，並最終獲得了成功。

鎳鋁青銅材料是具有跨時代意義的，它的密度比黃銅小10%，但是耐空泡腐蝕性能是黃銅的3倍，腐蝕疲勞強度是黃銅的2倍，在海水特別是高汙染海水中的脫材料現象也比黃銅要小50%以上，難能可貴的是鎳鋁青銅還繼承了黃銅材料易鑄造，好切割的優點。經過實際應用統計，使用鎳鋁青銅材料製成的螺旋槳厚度減少了8%，重量減輕15%，螺旋槳的壽命提高兩倍以上，效率提高20%。正因為它如此優良的特性，在二戰後迅速普及，成為了大型船舶，特別是大型潛艇和軍艦（包括航母）螺旋槳材料的不二選擇！

而即使有了鎳鋁青銅材料和急冷加工技術，想要鑄造打磨出合格的航母螺旋槳依舊不是那麼容易。美軍尼米茲和福特級航母上總共有4個五葉螺旋槳（便於轉向機動），每一個直徑大約6.4米，重量約為30噸。

（尼米茲級航母螺旋槳）

然而這麼大的航母螺旋槳卻對精度的要求極其嚴苛，表面要求絕對平整光滑，曲面角度要求絲毫無差，加工鑄造難度極大。以幾個工人輪班打磨數十天才能完成，現在多采用7軸五聯動大型數控機床加工，效率提高了十倍以上，但是這種機器目前全世界能製造的不超過五個！你說難度大不大？

軍史吐槽君

這個問題正好與本人工作相關，有些接觸，可以大概講一下（前面幾個回答基本就是百度的皮毛而已，不說也罷）：要設計製造一款合用的艦船螺旋槳，其實並不簡單，尤其是航母螺旋槳，由於其結構尺寸大、重量重，航速快，所以在選材、製造加工方面要考慮諸多因素。

航母螺旋槳在選擇材料時要考慮的因素

1、航母螺旋槳在運轉時，會受到循環應力，螺旋槳葉片在旋轉至最低處時所受應力最大，力矩最大點在葉片根部位置，整個葉片在循環應力反覆交替作用下，極易差生疲勞，所以航母螺旋槳在選擇材料時要選用疲勞性能優良的來製造。

2、因為航空母艦相較於其他軍用艦船來說，最高航速是比較高的，在其高速航行時，流經其螺旋槳葉片表面的水流，會氣化形成空泡，空泡破裂時又會產生一定的衝擊力，從而對葉片形成反覆打擊，引發空泡腐蝕現象，所以航母螺旋槳的選材還得考慮耐空泡腐蝕性能優良的材料。

3、當航母在航行或停泊時，還會受到海水腐蝕；而在海中航行時，又會受到海水中顆粒物的磨損，因此在選材時必須要考慮材料的耐海水腐蝕性和耐磨損性能。

4、另外，航空母艦與其他海軍艦艇一樣，都會受到海洋生物的“汙染”，比如說“牡蠣、扇貝、水生植物”等會附著在螺旋槳表面，降低轉速，那麼航母螺旋槳選材當然還要考慮到具備優良的“防海洋生物汙染性能”。

5、目前暫時來說，航母螺旋槳因幾何形狀較為複雜，多用鑄造方式進行製造，因此選擇的材料還需有“優良的鑄造成型性能”；同時，為了避免因意外碰撞導致螺旋槳損壞，就要求螺旋槳材料應具備“良好的力學性能”。

航母螺旋槳可用材料及其性能

航母用螺旋槳的最終確定

根據現代空泡破滅動力學研究表明：當航母在航行中，空泡破裂在螺旋槳葉片表面產生的脈衝壓力隨流速而變化，實測值為0.68-98MPa，空泡的從生成到破裂的時間間隔為10^(-3)秒-10^(-5)秒，也就是說一秒鐘裡螺旋槳葉片受空泡腐蝕部位可能被打擊1000次-100000次之多，同時海水的腐蝕會加重這種破壞影響（航速更高的快艇，這種空泡腐蝕更為嚴重，航行幾個小時就能觀測出螺旋槳上的空泡腐蝕痕跡）。

所以根據上述的各種問題，再考慮到加工工藝和經濟成本，均衡性能要求，航母一般選擇銅合金製造：

（具體的試驗參數和性能指標，以及一些金相分析這裡就不能說了，希望大家理解），舉個例子，在四五十年代美國製造的CVA-43“珊瑚海”號航母，到60年代就發生過“因螺旋槳葉片疲勞腐蝕而斷落的事故”，即使沒有斷落的幾根葉片，也在靠近根部位置產生許多俯視疲勞裂紋，有的裂紋長200多毫米，深80多毫米。所以現代航母螺旋槳材料的選擇也是在多次“事故”而後經過多年試驗分析的基礎上，不斷改進的。

總之，現代關於航母的螺旋槳材料水平，我們的銅合金、特種加工技術、轉盤空蝕試驗技術等都已經達到國際先進水平。

衛青點兵

航空母艦之所以能夠運動就是在於在船體下部安裝的螺旋槳，船舶使用的螺旋槳與飛機使用的螺旋槳有很大的不用，船用螺旋槳有點像家裡的老舊的電風扇，不過不是吊扇而是落地扇。船用螺旋槳的槳葉比較寬大，如果是一個全新的螺旋槳的話是其顏色是黃色的，這是因為螺旋槳使用了銅合金材料。

採用銅合金是有許多優勢的，其中有一個就是容易鑄造，我國很早的時候就是用銅合金來製作錢幣，包括古代的許多武器都是由青銅製造的，而原因就是銅合金可以鑄造的優勢。由於螺旋槳非常大，而且產量非常低，可以想象包括像美國這樣財大氣粗的國家也就裝備了11艘航空母艦，就算每艘航空母艦擁有2個螺旋槳，這樣整個需求才22個螺旋槳。銅合金容易鑄造是在於其熔點比較低，而且鑄造完成之後不需要經過熱處理，因為不會產生過多的內部應力。

另外採用銅合金是在海水中可以長期使用，銅合金的耐腐蝕性非常好，通常使用的船用螺旋槳銅合金有錳黃銅，鋁錳黃銅，鎳鋁青銅，以及錳鋁青銅等。其中鎳鋁青銅的性能更好，包括耐應力腐蝕開裂，耐腐蝕疲勞，耐空泡腐蝕，耐沖蝕和抗海生物汙損等這些基本性能。鎳鋁青銅的抗腐蝕性和雙相不鏽鋼類似，所以是製造螺旋槳的好材料。

採用銅合金的另一個原因是機械加工性能好，由於螺旋槳的尺寸巨大，所以需要大型的設備來進行加工，良好的機械加工性能可以保證完成螺旋槳這種複雜構型。船用螺旋槳非常昂貴，因為工藝發展，製作週期很長，之前法國海軍就發生過一次螺旋槳丟失的事故，在法國海軍戴高樂號航空母艦試航的時候就發現一個螺旋槳丟了，然後只能一瘸一拐的回來，至今都沒有打撈到那個螺旋槳。

航空視界

航母的螺旋槳材質是特製銅合金。為什麼不用鋼，航母常年泡在海水中，鋼不耐腐蝕。為什麼不用純黃銅，為了增加其剛性，不變形，就加了錳、鎳等其它金屬，按一定比例鍛鍊而成，特製銅合金。

航母的螺旋槳，其槳葉有五片，重量達一百多噸。其製作工藝複雜，精度要求高，只有少數國家掌握這項工藝技術。可以說，航母螺旋槳製造工藝，是機械製造業中的黑科技，一點不為過。

一是單片槳葉直徑5~6米，其鑄模成形中不能有空泡。

二是槳葉表面光滑度要求高，達到微米級別水平，可以說要達到像玻璃一樣平滑。

三是要划水，槳葉就要求有一定的曲度，異形加工難度高，這可是要精心計算和加工。
航母上裝有四個螺旋槳，便於轉向。而螺旋槳長年在水底之下，人們戲稱，螺旋槳是航母的苦工。據報道，我國曾給遼寧艦更換過螺旋槳，顯然，我國己經掌握這製造工藝。

蛙塞哈哈

現代船舶螺旋槳尤其是航母這類大型高速艦船螺旋槳材料多數使用青銅合金，比較常用的有錳青銅，錳鋁青銅，鎳鋁青銅。

早期船舶多使用黃銅合金作為螺旋槳材料，但是隨著船舶大型化，高速化，黃銅材料的性能逐漸不能滿足需求，一方面黃銅材料抗拉強度和耐疲勞腐蝕強度較低，應用在大型高轉速螺旋槳上葉片厚度大，加上材料密度大，導致螺旋槳自重過大，造成軸承過早磨損，另外隨著螺旋槳轉速增加，螺旋槳葉面空泡腐蝕加劇，而黃銅螺旋槳在海水中易發生脫鋅腐蝕，導致材料塑性降低，進一步加劇空泡腐蝕和應力腐蝕，導致螺旋槳容易產生開裂折斷。

泰坦尼克時代，螺旋槳多數是黃銅合金

第二次世界大戰前後，青銅合金逐漸取代黃銅合金成為艦船螺旋槳材料的主流，在青銅中以一定配比加入鎳，鋁，錳等，通過控制鑄造和冷卻過程形成高強度青銅合金，密度小於黃銅合金，機械性能和耐腐蝕性能都遠遠強於黃銅合金。

航母螺旋槳

央視報導遼寧號更換螺旋槳

當然，青銅合金尤其是鎳鋁，錳鋁青銅螺旋槳在鑄造和冷卻工藝控制上的要求也大大高於早期黃銅合金螺旋槳，戴高樂號航母左側螺旋槳葉片高速海試中即斷裂損壞，多半就是跟製造過程中工藝控制問題有關。

戴高樂號左舷螺旋槳在高速海試中斷裂，公佈為製造質量問題

DDG的老船塢

每日點兵，為您解答

由於要適應長期海水高腐蝕性環境下的運行。那麼對於材質的選擇將是首先要突破的一點。不能用純鋼，因為經不起長時間腐蝕，按照國際慣例大型輪船和航母大多都採用一種特殊銅質合金，也就是在以銅為主要才是的同時加入錳、鎳等金屬來提高合金的剛性，否則長期承受壓力，銅質是容易變形的。輕微的變形沒什麼，如果達到一定幅度對於航母航行的軌道精準度會有較大影響，另外還會增加噪音。

關鍵字: 海軍 採用 螺旋槳