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建造航母的鋼材和普通鋼材,有什么不同?

航母鋼和普通船舶鋼的生產(chǎn),首先都要通過(guò)大型轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉(要求容積150噸以上,這樣才符合大批量生產(chǎn)效率)→通過(guò)40分鐘的氧化法冶煉后出鋼,將盛有鋼水的鋼包吊運(yùn)至“爐后工段”→使用LH爐外精煉工藝再一次凈化鋼水和合金化處理→精煉完畢后,鋼水包被吊運(yùn)至澆鑄線(工段),這個(gè)時(shí)候出現(xiàn)了工藝上的差別,航母用鋼材可能會(huì)繼續(xù)使用傳統(tǒng)的模鑄錠工藝,而普通船材要進(jìn)入到“連鑄”。

模鑄錠的好處就是鋼錠在模內(nèi)進(jìn)行保衛(wèi)緩冷,會(huì)使鋼錠內(nèi)在質(zhì)量得到加強(qiáng)、細(xì)化鋼的晶粒、防止冷卻不均形成外表和內(nèi)部拉裂,同時(shí)提高了開(kāi)坯后的壓縮比;而“連鑄”工藝則取消了鋼錠的開(kāi)坯工序,減少了工藝流程(省不少錢(qián))可將需要的鋼坯直接生產(chǎn)出來(lái),但是在質(zhì)量上肯定沒(méi)有模鑄錠開(kāi)坯后的鋼坯好。

不論是模鑄錠鋼坯或者“連鑄”鋼坯(板材坯),最后都有進(jìn)入到板材軋機(jī),軋制成最后所需要的合格的鋼板→航母用材和普通民船板材所用的軋機(jī)上一樣的,不要認(rèn)為僅航母板材在尺寸上是超寬超長(zhǎng),大型民用船舶超過(guò)10萬(wàn)噸的種類有都是,ULCC(30萬(wàn)噸超級(jí)油輪)、VLCC(20萬(wàn)噸超級(jí)油輪)所使用的鋼板和球扁鋼(船的“肋骨”)尺寸要比航母大得多,也必須使用5500㎜軋輥長(zhǎng)度的“寬厚板軋機(jī)”去軋制!當(dāng)鋼板軋制完成后要進(jìn)行熱處理工藝,以提高鋼板的各種性能→再經(jīng)過(guò)超聲波探傷的檢查工作后,做鋼板定尺,最后包裝出廠。

通過(guò)上面很簡(jiǎn)單的介紹生產(chǎn)流程后,就會(huì)知道航母用鋼材和民船用鋼材在生產(chǎn)工藝流程上幾乎沒(méi)有差別,只是在一些工藝細(xì)節(jié)上略微不同罷了。當(dāng)然航母用材需要更加耐腐、抗沖擊性能(每個(gè)批次都需要做U型缺口打擊實(shí)驗(yàn))、抗拉性能……性能都要大大超過(guò)民用船舶鋼材。

(“福特級(jí)”航母進(jìn)行模塊安裝工序,所有的模塊都要進(jìn)行焊接)

另外,不要想象航母鋼材里面有什么稀有金屬和非常高的合金含量,要是那樣的話會(huì)給前面所講的那些工序帶了非常大的麻煩!因?yàn)楹辖鹆吭礁邥?huì)造成化學(xué)成分不容易掌握,冶煉工序非常容易“出限”(超過(guò)規(guī)定的化學(xué)成分限制)和鋼材內(nèi)部金屬“偏析”的問(wèn)題,要在這樣整個(gè)一爐子鋼水就報(bào)廢了!還有就是合金含量高給后續(xù)的鋼板加工,特別是焊接帶來(lái)極大的困難!從理論上來(lái)說(shuō),焊接工藝就是在兩塊鋼板之間的焊縫上進(jìn)行一次重新冶煉熔合的過(guò)程,由于各種金屬的熔點(diǎn)不同要想焊縫的強(qiáng)度等同母材是非常不容易的事情,而金屬成分越復(fù)雜就越容易造成焊接失敗!所以,航母鋼材除了適當(dāng)適量的合金成分之外,化學(xué)成分并不很復(fù)雜。

(正在室內(nèi)船臺(tái)進(jìn)行模塊焊接工作的英國(guó)“女王級(jí)”航母。)

航母的建造是一個(gè)非常復(fù)雜的工程,這需要統(tǒng)籌兼顧,每一個(gè)系統(tǒng)和學(xué)科(部門(mén))都要相互照顧和妥協(xié)、折中,拿出一個(gè)最佳方案才能進(jìn)行施工,否則各自為政到了最后航母也就建不成了。


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