航空母艦用鋼是怎樣生產出來的？

正在紐波特.紐斯船廠建造的“肯尼迪號”核動力航空（福特級第二艘），表面並沒有鏽跡斑斑，而是基本防鏽漆塗層色。

航空母艦所用的鋼材（鋼板）從鋼鐵工業生產角度來說，生產流程與其它“中等合金含量高度鋼”並沒有任何差別，並不需要特殊的冶金設備，而是使用最常見的基礎鋼鐵工業裝備就能將它生產出來。


這張動圖是：鐵水罐將高爐冶煉出來的炙熱鐵水傾倒進鍊鋼轉爐當中。鐵水在轉爐當中經過40分鐘左右的“氧化法”冶煉，再經過初步合金化就出鋼，生產效率非常高！

建造一艘排水量10萬噸級別的超級航空母艦（尼米茲級），各種各樣的鋼板、型材要54000噸左右，這就需要一個批次的冶煉規模較大，所以就必須使用轉爐鍊鋼來完成。
表格裡HSLA80/100就是航母用鋼（≤50就是飛行甲板用材的厚度），航空母艦所用的鋼材合金成分不是很多，而且艦船用鋼材裡的合金成分含量也要適宜，並不是成分越複雜、合金含量越高越好！因為成分越是複雜的鋼越難以冶煉，需要將各種化學成分調整為最佳，會增加很長的冶煉時間加大了冶煉成本，甚至稍有不慎，造成某個合金成分燒損處於“成分下限”要求之外，那麼整爐鋼就報廢了損失是巨大的！

鋼材裡的合金成分太高對後續的冷加工和焊接也造成了極大的麻煩，合金含量越高的鋼牌號理論上來說強度越是高，強度很高的鋼很難進行滾卷、衝壓成型，更嚴重的是難以焊接！航空母艦鋼材焊接過程中要先將兩塊鋼板的邊緣銑成“＞”狀，兩塊鋼板之間要形成＞＜狀態，然後由自動焊接機開始焊接，焊接過程焊線要略高於鋼板（俗稱：加強高）…焊線的強度要高於所焊接的鋼板，如果焊接過程因為合金含量高造成了成分“燒損”，達不到技術要求，那麼焊接也就失敗了…所以，航母用鋼在研製過程中就要以：化學成分適中、利於冶煉，熱處理、利於冷彎、滾卷、焊接…等後續加工為原則，而不是過分的強調自身的高強度。
轉爐冶煉完畢的鋼水不能馬上進行澆鑄，還需要在“爐外精煉”
設備當中進行二次鍊鋼，圖片上是目前冶煉較高檔合金鋼的重要設備“LH法爐外精煉爐”，它的功能是將轉爐初步冶煉的鋼水再一次冶煉，同時對初步冶煉的鋼水進行合金成分微調整達到最佳狀態，並且使用粒狀鹼性造渣材料對鋼水進一步的洗滌、純淨，將鋼水裡的有害物降低極低的標準。
通過爐外精煉後的鋼水要進入“連鑄”
工序，早年間生產航母用鋼時，要把鋼水澆鑄成大型鋼錠，並且要在鋼錠模內緩冷、保溫很長一段時間，因為航母用鋼的鋼錠都非常的大，每一個通常都在13.1噸（板材用）和8.3 噸（球扁鋼用），這樣大的鋼錠冷卻要均勻，否則會因為局部熱脹冷縮造成鋼錠外表和內部拉裂，要是這樣整個鋼錠也就報廢了，損失同樣是巨大的！但是，模鑄工藝投資大，鋼錠模、澆鑄底盤、中心鑄管、各種耐火磚，都是巨大的資金投入，並且效率太低！在1970年代隨著鋼鐵工業的進步，“連續鑄造法”替代了模鑄法，成為目前鋼坯生產的主要工藝手段。
圖片上就是傳統的“模鑄法”工藝，方形鋼錠模是澆鑄型材所用方錠，早年間航母的球扁鋼（就是“龍骨”）用錠也是這樣生產出來是，模鑄法現在仍然用在潛艇耐壓殼體用鋼生產工序，模鑄出來的鋼錠內部更加緻密，再經過“初軋機”碾壓成鋼坯，鋼的強度就更高了！目前大型鋼鐵企業模鑄法都用在更高檔鋼材生產工藝上。
圖片裡是“企業號”
核動力航母的飛行甲板用板材，寬度超過5米、長度超過25米、厚度為50毫米，航母用鋼板有好幾個規格，其中飛行甲板是重中之重，三個足球場大的面積需要用鋼板8000噸左右，而且必須是超寬超長的！目的就是要在鋪設飛行甲板時減少焊縫和鉚接點，造船行業有一個術語叫做“累積誤差”，這個術語的解釋就是：兩塊鋼板對在一起焊接過程會出現高度誤差，這是不可避免的，但要控制在誤差範圍之內，如果是焊縫過多就會出現“累積誤差”，一旦超過了範圍就會給艦載機起降造成不安全的影響！所以，航母甲板的鋼板必須要超寬超長，也就是減少“累積誤差”的影響，平順的飛行甲板則有利於艦載機的安全起降，至於說飛行甲板的厚度也是在滿足強度要求下儘量的要薄一些，太厚的鋼板會增加航母自身的“死重量”，“死重量”會消耗很大的反應堆輸出功率，嚴重的降低了航速和航程，所以飛行甲板不能太厚。


飛行甲板用鋼材是航母用鋼材當中生產要求最高的，由於是超寬超長的一般軋機根本不能勝任，非得是軋輥長度在5500毫米的鋼板軋機才行，但是“5500毫米寬厚板軋機”是超級鋼鐵工業裝備，目前世界只有7臺！沒有此型軋機的國家，就是因為這道門檻被擋在了自主全部生產航母用鋼的門檻之外，只有花費鉅額資金去有此軋機的國家去購買飛行甲板用鋼材，還要看人家的臉色。
總之，能否生產出來航母用鋼材體現了一個國家鋼鐵工業技術水平，關鍵是這個國家是否擁有全套的鋼鐵工業設備，而這些重型機械設備的製造更是體現了這個國家的整體重工業實力，目前世界上可以全部生產各種規格航母用鋼的國家僅4個，也是世界上總體工業能力最強的4個。其他國家要想在航母用鋼上有所突破就必要進行高投入改善鋼鐵工業設備和提高從業人員的素質才行！

航母是最能體現一個國家海軍實力的武器，當今世界能夠生產航母的國家屈指可數。想要獨立生產航母，首先要突破的技術難關就是製造航母所需的高強度鋼材。航母鋼材的強度要比普通鋼材強得多，這樣才能保證航母擁有足夠的抗打擊能力。像美國的小鷹級航母美國號，在退役之後作為試驗艦拖到了大西洋上，美國使用世界上最先進的攻擊武器晝夜不停地飽和攻擊，美國號航母內部還裝滿了高爆炸藥，沒有任何防護和動力的情況下，這艘海上巨獸堅持了25天才沉沒在大西洋中。

不過航母的鋼材的生產製造也沒有大家想象中那麼的特殊，從美國現役航母的鋼材數據來看，美國的尼米茲級別採用的鋼為HY-80，這個鋼材屬於一種常見的軍用鋼，在美國的潛艇上面使用的相當廣泛。潛艇在下潛的時候，受到的壓力非常大，能夠承受高壓力的鋼材，自然也就能夠承受一定的飽和性打擊。這樣來看的話，航母並不是一定要生產專門的特種鋼材，能夠應用在潛艇上的鋼材基本上都能夠應用到航母上。

航母之所以沒有使用專用的鋼材，主要是因為航母本身的防禦設備就已經相當完備，再加上航母需要的鋼材數量本身就不多，沒有不要生產專門的航母鋼材。不過即使是這種潛艇常用的軍用鋼材，也不是每個國家都能夠生產的，絕大部分中小國家，都不具備生產這種鋼材的能力。我國的潛艇技術相當成熟，生產這種鋼材自然也沒有問題。

航母的甲板需要的鋼材強度更大，對於鋼板碾壓機的寬度也有要求。只有5米以上寬度的鋼材軋機，才能夠壓出來航母的甲板，而擁有這種碾壓機的國家屈指可數，我國就是其中之一。由於沒有采用特殊的鋼材，航母的鋼材生產流程也和普通的鋼材生產流程一樣，不過作為一種強度更高的軍用鋼板，航母鋼板的用料和冶煉技術、碾軋切割技術上肯定要強過普通鋼板。

航空母艦使用的鋼材主要是高強度（鎢）合金鋼，以及航空母艦使用的鋼板主要是通過特寬厚板軋機制作，比如美國尼米茲級航空母艦的航母主要由HSLA-80鋼板組成，其航母鋼板厚度為50毫米。目前為止，世界上能生產和製作可用於航空母艦的特種鋼板就（美國,俄羅斯,英國,中國）四個國家。製作航空母艦的鋼板主要有船體鋼板，甲板鋼板和結構鋼板，尤其結構鋼板的規格更為苛刻，使用標準高。可見生產和製作航母鋼板的難度有多大。航母鋼板必須達到抗低溫，抗氧化，耐高溫，抗腐蝕，高韌性，高屈強比，抗摩擦，抗高溫燒蝕。並且航母鋼板的厚度不超過50毫米，還能承重20-30噸以上的航母艦載機的衝擊力。可想而知，製作航空母艦專用鋼板是多麼不容易。