我在上一篇《乌东德电站的800兆帕级高强钢意味着什么？》中，介绍了中国第四大、世界第七大水电站——乌东德水电站使用800兆帕级高强钢的相关情况。其实，高强钢的应用范围远不止水电站，其最主要的使用领域是军用舰船，特别是航母。在乌东德水电站800兆帕级高强钢招标采购的前期准备阶段，为了设置合适的投标人资格条件，吸引更多的潜在投标人参与投标竞争，对当时高强钢的国内外生产研制情况进行了广泛的市场调研，了解到了一些我国高强钢的研制发展的情况。
有心人可能会记得，我国第一艘国产航空母舰——山东舰于2019年12月17日在海南三亚某军港交付海军。追溯一下首艘国产航母的建造里程碑：2013年11月开工，2015年3月开始坞内建造，2017年4月26日正式下水。可以看出，对于享誉世界的“中国制造”和“中国速度”而言，在已有将前苏联的“瓦良格”号航母改造成“辽宁号”航母的基础和经验上，这个建造速度并不耀眼。问题何在？我国要自建航母，必须要解决舰船制造、舰载机、动力系统、电子信息系统、高端材料和武器弹药等6个领域的问题，其中高端钢铁材料供应问题首当其冲，尤其是要解决耐海水腐蚀、防鱼雷攻击的无磁镍铬钛合金钢和用于航母舰体结构关键部位的甲板钢供应问题。当时，这些特殊钢只有美国和俄罗斯能够生产，并被视为重要的战略军事物资，美、俄两国从不向中国出口。
建造航母所使用的特种钢条件十分苛刻，所要求的强度要远远高于普通军用船舶的钢强度要求，采用高强钢板可以减轻船体重量，增加抗弹能力。航空母舰需要的钢板品种规格繁多，一般可分为船体板、装甲板及结构板三大类。
船体用钢板要求相对较低，基本上就是潜艇用的耐压板，屈服强度通常为450兆帕～550兆帕，钢板厚度为22～28毫米。船体的水下部分为了防止鱼雷与潜艇导弹的轰击，采用钢板厚度达150～203毫米。
装甲钢板一般用在最为关键的核心部位。航母上有两个地方最重要，一个是指挥中心，这是航空母舰钢板最厚的部分，最厚达330毫米，有点类似坦克用的装甲钢板；另外一个地方是航母的动力系统。如果航母的机舱被破坏，那么航母就变成了挨打的活靶子，因此，机舱也要重点保护。重点保护的方式就是采用装甲钢板。
航母用钢的最重要部分是结构用钢板。结构板主要用于飞机跑道、隔仓及船体结构等，尤其是飞机跑道，要求极高。首先，要求飞行甲板能够承受20～30吨舰载机起飞和降落过程中的强烈冲击和高摩擦力。其次，还要承受喷气式飞机发动机高达几千度尾焰的烘烤，还得低磁性等。因此，航母的结构一定要采用高强度合金钢。钢材的屈服强度一般要求在500～800兆帕，换算成我们熟悉的单位，大致是一厘米大小的地方要能够承受5000～8000公斤的冲击力。所以，建造飞行甲板钢材的屈服强度一般要达到800兆帕，这与乌东德电站所用的800兆帕级高强钢屈服强度是一样的。更重要的是，飞行甲板用钢材的板面越大越好，以尽量减少拼接焊缝，因此这样的钢板要使用尽可能宽的厚板轧机来轧制。总之，航母用的结构钢板要求高强度、小厚度、大面积、能够在恶劣环境中使用。
正是由于建造航母所需高强钢的这些严苛要求，在我国不能生产这些钢材而从国外又不能采购到的年代，这就成了一个限制我国自行建造航母的瓶颈。于是，航母用钢被列入我国“十五”重点技术攻关项目。1985年以来，我国舰船材料研究部门和有关钢厂相继研制了屈服强度达390兆帕的907A钢、屈服强度为440兆帕的耐蚀高韧性含镍铬的945钢和屈服度达590兆帕的921A钢。长久以来，中国也没有5000毫米及以上的厚板轧机，所以，即使研究出了高强钢的炼制技术也无法生产出航母用的宽厚板，航母的建造也就无从谈起。
我国第一台5000毫米宽厚板轧机于2004年6月在中国第二重型机械集团公司制造完成，2004年12月在宝钢一次热负荷试车成功，2005年3月开始投入生产。宝钢5000毫米轧机的研制成功并投产，对我国钢铁工业的发展及国防建设具有十分重要的意义，使我国具备了大宽厚、高强度材板的生产能力。宝钢和二重通过自主研发生产出来的这台5000毫米厚板轧机，虽然技术不是很先进，但毕竟是我国自己研制出来的，为我国自行制造航母立下了汗马功劳。现在，我国已有多家钢企能够承担军工用高强钢的生产，除了宝钢之外，还有鞍钢、武钢、南钢和舞钢等。其中，鞍钢建设的是比宝钢更大的5500毫米宽厚板轧机，它是目前世界最大规格的宽厚板轧机，能生产的钢板厚度最大可达400毫米，可用作航母、战列舰、坦克等武器装甲钢板。2009年7月10日上午11时08分，鞍钢鲅鱼圈新厂的核心设备——5500毫米宽厚板粗轧机热负荷试车成功。该轧机的成功制造，标志着我国完全能够生产出制造航母的特种钢材。随着鞍钢5500毫米轧机的建成，我国于2009年正式启动了航母建造程序。
经过多年的努力，我国钢企终于研制出航母特种钢，探索出专门焊接等关键技术，使国产航母用钢在高强度、高韧性、耐蚀性、焊接性等综合性能上达到国际先进水平，消除了制约航母建造的一大技术障碍，大大加快了国产航母的研发进程。2013年8月，鞍钢完成了建造首艘国产航母所需的甲板钢、球扁钢等关键型号钢材的生产，为国产航母提供了70%的航母专用钢材。业内人士介绍，鞍钢甲板钢的整体技术指标与美国福特级航母使用的HSLA-115型特种钢不相上下，强度达到了690兆帕。自首艘国产航母山东舰于2017年4月26日下水以来，鞍钢、宝武、南钢等钢厂生产的航母用钢经受住了两年多海试的严格考验，证明了我国已经有自己成熟的高强钢生产技术，国产高强钢完全可以胜任航母的建造，我国也因此成为继美国、俄罗斯之后第三个可以自主研制和生产航母全部用钢的国家。
中国当年买回俄罗斯的“瓦良格”号航母后，一直在大连海港呆着，好几年没有动静，原因是什么？原来就是我国没有航母钢材，用我们当时的国产钢板进行焊接，发现连接处强度根本不够，即使勉强修复改造，对“瓦良格”号整体防护性能也造成了很大的下降。
在我国实现了航母高强钢的国产化后，对“瓦格良”号航母的修复改造也水到渠成，被改造成现在的“辽宁号”航母，舷号为“16”。
船体结构的强度取决于两个因素：钢材和焊接。但是在焊接领域存在这样的悖论：随着钢的强度级别的提高，钢中合金元素增多，钢的碳当量和裂纹敏感性也随之大幅增加，钢铁焊接变得十分困难。如何实现高强度舰船用钢焊接一直是世界难题。中国在高强钢的制造中采用了稀土技术后，在“双纯净化”机制下，在焊条药皮中加入稀土硅铁、稀土氧化物等物质，可以对焊缝金属起着变质和净化的效果，显著减少焊缝金属组织、细化晶粒、增加针状铁素数量，达到提高焊接质量的效果。
2017年4月26日，我国第一艘全部国产化的航母——山东号正式下水，舷号为“17”。这艘航母上的所有钢材均为我国自行生产。
经过两年多海试的严格考验，我国第一艘国产航空母舰——山东舰于2019年12月17日在海南三亚某军港交付海军。
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