潜艇钢与航母钢强度却比常用高强度钢弱得多?
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|潜艇钢与航母钢强度却比常用高强度钢弱得多?
总体来说,核潜艇与航母这类大型舰艇用钢的性能要求是比较相似的,主要性能包括高屈服强度、高韧性、 高弹性模量、高抗爆性、良好的焊接性与成型性能、良好的耐海水腐蚀性能和抗低周疲劳性等。另外还有一条比较特殊的要求就是低磁性或者说弱磁性,据说是为了避免潜艇被磁力探测仪器侦察到而暴露目标,对于航母还可以防止遭到磁性水雷攻击。
航母钢与潜艇钢具有一定的通用性
因此,有一部分潜艇钢与航母钢是可以通用的,比如美国很早就开发出的HY80、HY100系列特种钢,海狼级核潜艇与尼米兹级航母均大量采用,连法国的戴高乐级航母,甲板用的也是屈服强度550MPa的美国HY80钢,不过此类钢材中强度最高的还是用在核潜艇上的,其屈服强度已经超过1000MPa,比如日本的NS110潜艇钢以及俄罗斯的AK系列潜艇钢。如下图所示:
世界主要国家潜艇用钢性能对照表
好多人会认为这些一定就是目前强度最高的钢材了,其实不然,单就钢材强度这个性能来说,上述这几种相当一般。按目前的工业水准,“超高强度钢”一般是指屈服强度在1370MPa以上,抗拉强度在1620MPa以上的钢材。比如非常典型的300M钢,广泛用于飞机大梁、起落架、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等,它的屈服强度可以超过1400MPa。另外还有变态的18Ni(350级)马氏体时效钢,其屈服强度高达2400MPa甚至更高。
焊接性能是舰艇用钢的硬指标之一
但过这些强度更高和超高的钢材确无法作为核潜艇与航母这类大型舰艇的主体结构材料使用,原因简单点说可以用“木桶理论”来解释,舰艇钢需要的是综合性能,它的8大基本指标是不能有短板的,而上述这些超高强度的钢材都存在或多或少的一些致命短板,比如300M是中碳钢,它的焊接性能相对较弱,18Ni(350级)钢则是韧性较差,抗冲击能力不达标。
潜艇壳体成型需要钢材有良好的塑性