序言

我在之前的核潛艇視頻中曾留下一個(gè)坑，就是中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)能制造出來(lái)，屈服強(qiáng)度為2200兆帕的超級(jí)鋼。

發(fā)現(xiàn)很多人在評(píng)論下面留言讓我說(shuō)說(shuō)，這一期小鯨就來(lái)跟大家聊聊這個(gè)超級(jí)鋼。

鋼鐵煉成過(guò)程

首先呢先來(lái)科普下鋼鐵是怎么煉成的。

鋼鐵的煉制呢，一般分成下面幾個(gè)步驟：

首先咱們要有原材料啊，對(duì)，就是鐵礦石和煤。

但是由于國(guó)產(chǎn)鐵礦石品位低等原因，用大白話說(shuō)，就是我們鐵礦資源雖然大，但是富礦資源少。所以，中國(guó)鐵礦石長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。

原材料有了，那么就可以開始生產(chǎn)了，這其中主要經(jīng)過(guò)四道工序，分別是燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼。

它們具體是做啥工作的呢？

我們把鐵礦石配入適量的燃料和助溶劑，加入適量的水，然后經(jīng)過(guò)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，變成燒結(jié)礦和焦炭，這個(gè)過(guò)程就是燒結(jié)

然后把它們放在高爐里面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行煉鐵，使它們變成鐵水。鐵水出來(lái)以后，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐的冶煉、吹氧、去碳、降碳等操作。

使碳達(dá)到一定的程度，再經(jīng)過(guò)精煉，把成分進(jìn)行調(diào)整，變成了鋼。鋼水又經(jīng)過(guò)連鑄以后變成鋼坯，鋼坯又經(jīng)過(guò)熱軋變成熱軋產(chǎn)品，熱軋產(chǎn)品又經(jīng)過(guò)冷軋，變成冷軋產(chǎn)品。

這時(shí)候得到的鋼還是半成品，必須通過(guò)軋鋼操作，才能變成合格的鋼鐵產(chǎn)品，而這就需要軋鋼機(jī)。

就像咱制作面條使用的搟面杖，面團(tuán)要不斷進(jìn)行擠壓這樣才會(huì)越來(lái)越薄，軋鋼機(jī)也是同樣的道理。

它的目的與其他壓力加工一樣，一方面是為了得到需要的形狀，比如鋼板，帶鋼，線材以及各種型鋼等。另一方面是為了改善鋼的內(nèi)部質(zhì)量，比如我們常見的汽車板，橋梁鋼、鍋爐鋼等等。

超級(jí)鋼

那超級(jí)鋼又是什么呢？

它是使用五倍以上的壓力進(jìn)行壓軋，然后迅速冷卻、控制溫度才能制成。

這種鋼的結(jié)構(gòu)組織非常細(xì)膩，僅有1微米，是一般鋼鐵的1/10到1/20，但是強(qiáng)度超高，韌性十足。

說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，做起來(lái)難，其中研制辛苦絕不是幾句話能說(shuō)出的。

中國(guó)現(xiàn)在生產(chǎn)的超級(jí)鋼，強(qiáng)度高達(dá)2200兆帕，超越美德日等國(guó)的1100兆帕，性能直接提升了200%。

2200兆帕是什么概念呢？

1兆帕相當(dāng)于你的大拇指指甲蓋上頂了10公斤的重物，所以2200兆帕就相當(dāng)于是22噸的重物。如果按照一頭8噸重的大象來(lái)計(jì)算，也就是可以放上將近三頭大象。

并且它的性能超過(guò)鈦合金，應(yīng)用領(lǐng)域也比鈦合金廣泛得多，同時(shí)成本也要低得多。

就比如說(shuō)航母建造所使用的特種鋼，它所要求的強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通軍用船舶的鋼強(qiáng)度要求。

采用高強(qiáng)鋼板有啥好處呢？

簡(jiǎn)單說(shuō)可以減輕船體重量，增加抗彈能力。

特別是飛行甲板的鋼材要求極高，不僅要能夠承載20到30噸艦載機(jī)起飛和降落的沉重沖擊，還要承受噴氣式飛機(jī)高達(dá)幾千度火舌的烘烤。

如果鋼材不過(guò)關(guān)，艦載機(jī)著艦時(shí)就可能通過(guò)阻攔索把甲板掀起來(lái)。還有就是飛行甲板的厚度也不能太厚，太厚會(huì)影響飛機(jī)升降的質(zhì)量。

更重要的是，飛行甲板的鋼板面要越大越好，同時(shí)盡量減少焊縫。因?yàn)楹附拥拇螖?shù)越多，在面對(duì)戰(zhàn)機(jī)的強(qiáng)力沖擊時(shí)就越容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，比如開裂、斷裂等嚴(yán)重事故。

因此，飛行甲板一般采用的是高強(qiáng)度鈦合金鋼，并且鋼材的屈服強(qiáng)度一般要達(dá)到800兆帕。

而如果使用2200兆帕的超級(jí)鋼呢，那就意味著能搭載更多的艦載機(jī)，航母的能力也就越大。毫不夸張地說(shuō)，目前2200兆帕的超級(jí)鋼只有中國(guó)才能生產(chǎn)，日本都還在實(shí)驗(yàn)室研制之中。

國(guó)產(chǎn)鋼發(fā)展

對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，再好的創(chuàng)意，再牛的設(shè)計(jì)，到了制造階段，都逃不過(guò)工藝和材料。

而作為工業(yè)最基礎(chǔ)的材料-鋼鐵，它是應(yīng)用最廣的，涉及面積最大的重點(diǎn)材料。比如說(shuō)高鐵、汽車、建筑、橋梁，還有很多大國(guó)重器，比如航母、核潛艇等等。

就比如在2020年11月10日，中國(guó)研發(fā)的萬(wàn)米載人潛水器-'奮斗者號(hào)'，在馬里亞納海溝成功下潛突破1萬(wàn)米達(dá)到10909米，創(chuàng)造了中國(guó)乃至全世界載人深潛的新紀(jì)錄。

它使用就是中國(guó)自主研發(fā)的高強(qiáng)度鈦合金鋼，足以應(yīng)對(duì)深海的高壓和沖擊，這種鋼的屈服強(qiáng)度是多少呢？

小鯨我這里沒(méi)有查到具體值，但是可以與之前下潛7000多米的蛟龍?zhí)杹?lái)推算下。

根據(jù)此前中國(guó)船舶七二五所的一篇論文，用于蛟龍?zhí)柷蚺摰拟伜辖鹎?qiáng)度達(dá)到了820兆帕，那么實(shí)現(xiàn)萬(wàn)米深潛的奮斗者號(hào)，肯定要比這個(gè)值大。

畢竟咱們做科普的也要嚴(yán)謹(jǐn)點(diǎn)嘛！

而特種鋼就是鋼鐵領(lǐng)域的核心科技，在這個(gè)領(lǐng)域我們也已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展了，其中2200兆帕超級(jí)鋼更是一舉領(lǐng)先世界。

它的出現(xiàn)不僅每年可以節(jié)省大量開支，除此之外它的重量比普通的鋼材還要輕30%，不僅在工業(yè)領(lǐng)域至關(guān)重要，還在軍事領(lǐng)域中算的上是戰(zhàn)略級(jí)的材料。

感悟

最后小鯨想說(shuō)：

1891年1893年，兩廣總督張之洞在漢陽(yáng)創(chuàng)辦了漢陽(yáng)鋼鐵廠，其制造的鋼鐵質(zhì)量過(guò)硬流傳至今，被西方人視為東方巨人覺(jué)醒的標(biāo)志。

1937年中日戰(zhàn)爭(zhēng)全面爆發(fā)，日本當(dāng)年的鋼產(chǎn)量是580萬(wàn)噸，而中國(guó)只有4萬(wàn)噸，對(duì)，連人家的零頭都不夠。

戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期鋼產(chǎn)量是體驗(yàn)一個(gè)國(guó)家軍事實(shí)力的硬標(biāo)準(zhǔn)，可想而知，14年的抗日戰(zhàn)爭(zhēng)，工業(yè)化日本跟農(nóng)業(yè)化中國(guó)，我們付出了多大的代價(jià)!

1949年，舊中國(guó)總生產(chǎn)760萬(wàn)噸鋼，其中600萬(wàn)噸是日本侵占我國(guó)期間，在中國(guó)土地上建造的工廠生產(chǎn)的。

而如今，2020年中國(guó)粗鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)首次突破10億噸，可以說(shuō)中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)是鋼鐵產(chǎn)量的超級(jí)大國(guó)。

如果再加上高科技的加持，那在這個(gè)最為重要的工業(yè)材料領(lǐng)域，獨(dú)步全球也是自然而然的事情。

小鯨不吹不黑，總結(jié)來(lái)說(shuō)，中國(guó)材料落后還是普通存在的現(xiàn)象，但在很多領(lǐng)域，我們真的進(jìn)步了很多，個(gè)別領(lǐng)域也值得全世界為我們點(diǎn)贊。