细数国外先进舰船船体结构用钢铁材料

2015-12-18 02:19 来源：冶金信息网作者：lusz

由于船舶使用周期长、造价高、环境载荷恶劣,除结构设计合理外,性能优异的结构材料是高可靠性和可维修性的重要保证。

舰船用钢具有批量小、规格多、要求高的特点,这决定了各国舰船材料体系的发展原则一般都是改进、提高现有材料与发展新材料并举。按美、法的用钢标准,现代常规潜艇耐压壳用钢的技术水平与中型航母甲板用钢接近,而普通核潜艇用钢的技术水平与大型航母甲板用钢接近,但先进的核潜艇用钢的强度高于航母用钢。

当前,广泛用于美国各类舰艇的是HY-80钢以及屈服强度不低于680MPa的HY-100钢,包括世界上吨位最大、在役数量最多的“尼米兹”级航空母舰的飞行甲板。继HY-100之后研制的屈服强度不低于900MPa并提高了可焊性的HY-130合金钢多用于核潜艇的耐压壳,如用于 “弗吉尼亚”号核潜艇。近年来,美国成功研制了HSLA-80和HSLA-100低合金钢。HSLA系列钢使用成本显著降低,强度高、韧性好,已部分或全部取代HY系列钢用于驱逐舰、巡洋舰和航空母舰的建造,其中,HSLA-100钢因具有更稳定的低温韧性,被用于建造美国先进的攻击型核潜艇(非耐压壳体)和新建的航母壳体。

英国原来使用自行研制的550MPa级调质钢建造攻击型核潜艇,后改用美国HY-80合金,又以美国HY-100和HY-130钢为原型成功仿制了Q2(N)和Q3(N)钢,更加注重纯净度的要求。Q2(N)钢已用于攻击力最强的“机敏”级潜艇的耐压壳体。

日本潜艇和两栖攻击舰主要采用日本本土产的碳素钢、高强度钢和高屈服强度钢。其深潜器采用屈服强度不低于880 MPa的高屈服强度钢NS90钢(与HY-130相似)。1983年开发出了屈服强度为世界最高水平的可焊接1000MPa级钢NS110,用于潜艇。

俄罗斯舰船用钢主要沿用前苏联的碳素钢、高强度钢和高屈服强度钢,且均为调制钢。其高屈服强度钢为加入镍、铬和钛的合金钢,屈服强度在390～1175MPa,用来满足大深潜潜艇主船体和航母飞行甲板的制造要求。

法国在相当于美国HY-100钢基础上研制了HLES100高镍钢,屈服强度980MPa,延伸率大于14%,-60℃的冲击韧性大于70J/cm2,用于“凯旋”级核潜艇耐压壳体。法国通常采用屈服强度稍高于HY-80 的钢制造常规潜艇,采用屈服强度大于340MPa的钢制造水面舰艇。

德国是最早用低磁钢建造潜艇的国家,其低磁钢的应用处于国际领先水平。德国还开发出了耐腐蚀性极好的00Cr21Ni16Mn5Mo3NNb高强低磁钢,现大量用于新一代反水雷舰艇和潜艇。

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