首頁 > 軍工資訊 中國“超級鋼”問世，應用前景廣泛 軍工資源網 2022年01月26日 據《科技日報》近日報道，世界首創用100噸電爐冶煉工藝生產的高強高韌低密度鋼板在中信泰富特鋼集團江陰興澄特種鋼鐵有限公司問世，并且軋制出首批鋼板。這是興澄特鋼聯合北方材料科學與工程研究院團隊，第二次成功實現該產品大規模工業化生產技術，也是雙方基于2016年40噸電爐冶煉工藝生產實踐后取得原創攻關的再創新，標志著我國成為世界上唯一掌握大規模生產高強高韌低密度鋼技術的國家。高強高韌低密度鋼比常規高強鋼的密度降低10%以上，具備良好的強韌性，其比強度、比剛度可與鈦合金媲美，這一重大突破將為車輛、船舶、航空、航天、建筑等領域提供極為重要的新型輕量化材料，有著廣泛的應用前景，具有重大的戰略意義，這一重大工藝技術突破使我國在高強高韌低密度鋼的工業化生產技術領域處于國際領先水平。據了解，目前國際上其它國家的同類項目還均處于實驗室階段，技術“瓶頸”多年來一直未能突破——2005年、2015年日本新日鐵和韓國浦項鋼鐵都分別進行過工業化試制，但一直未見成功，美國的相關項目也遠未完成。那什么是“高強度高韌性低密度鋼”呢？眾所周知，鐵的密度是7.85克/cm3也就是7.85噸/立方米，鐵經過冶煉和化學成分調整，重量在7.8~7.9噸/立方米，合金含量越高就會略微的重一些，因為很多合金如：鉻、鎳、鉬、鎢…等都是高密度金屬，所以有些高級合金鋼就會略重，比如說：高速切削鋼w18cr4v就要比最普通的建筑用鋼材Q235略微重一些，但總體重量都在7.85噸/立方米左右，而低密度鋼就是要將密度降低10%以上，達到7噸/立方米左右。都知道美國的SpaceX的星艦，它的外殼就是用不銹鋼制造的，但不是咱們平時見到的普通不銹鋼，它使用的是301不銹鋼。采用不銹鋼建造星艦的原因其實也不復雜：一是成本考慮，碳纖維130美元/公斤，鋁合金40美元/公斤，而不銹鋼只要4美元/公斤；二是不管冷熱環境，不銹鋼還都有更好的強度和韌性，它的熔化溫度很高，大約是1500攝氏度。而且在低溫下，不同于大多數鋼會變脆，301不銹鋼反而更堅固，使用301不銹鋼實際上具有相同的有效強度，跟高級復合材料或者鋁鋰一樣。對于全回收火箭，由于返回時防熱的需要，大部分碳纖維火箭由于耐溫性較差，因此需要更大的厚度，所以其實都是會重于不銹鋼火箭的。還有就是焊接不銹鋼非常容易，這樣重復使用的維護費用也較低，還便于快速生產和安裝。而我們今天試制成功的這種新型鋼材，無疑將比星艦的不銹鋼具有更加強大的性能以及焊接加工及維護特性。不僅體現中國科技進步迅猛，同時也標志著未來我們的可回收火箭上，材料技術方面已經有了儲備，與國外對手的差距在不斷減小，這才是小步伐的技術革命。此外，航母作為在海上行駛的巨無霸平臺，所使用的鋼材種類多種多樣，最主要的是低磁鋼，是特種鋼的一種，是專門用于建造航母艦體使用，高強度耐腐蝕。美國制造航母所用鋼材強度一般在850兆帕左右，他們用于制造航母的鋼材有兩種，一種是HY系列特種鋼材，另一種是HSLA型鋼材。例如：美國的尼米茲級航母飛行甲板就主要由50毫米厚的HSLA-80鋼板組成的，長332.9米，寬76.8米，型深30.64米，吃水11.5米左右。而HSLA型鋼材是美國在八十年代研制成功的新型高強度、高韌性結構鋼。據悉，目前該型鋼已部分或全部取代HY-80鋼用于建造大型水面艦艇，也就是說當前美國新建造的水面艦艇基本上都是用這種鋼材制造的。不過要解決鋼材質量輕的問題，就很矛盾了。鋼鐵除了碳硅錳磷硫這五大基本元素外，要想達到很高的理化性能指標就需要添加鉻、鎳、鉬、釩…等金屬進行冶煉融合形成金屬鏈，提高強度和耐腐蝕性能，但是加了這些金屬就不可能降低重量…所以，在很長時間各國冶金專家們都沒有解決這個矛盾。2020年美國計劃未來5年內投入2000萬美元進行適合于工業化的低密度鋼成分體系研究，項目預計要2025年才能完成。此次我們生產出來的高強高韌低密度鋼，如果未來我軍戰艦都用它來建造，在降低了自身的重量后，燃氣輪機的輸出功率將會用于提高航速和發電，節省下來的燃油還將用于提高航程，所以這種鋼的研制成功有著廣泛的應用前景和重大的戰略意義！
