來源：軍武次位面
2019年12月17日，中國首艘國產(chǎn)航母山東艦正式列裝服役，不僅因?yàn)樗俏覈?dú)立自主建造的第一艘航母，更因?yàn)樯綎|艦的設(shè)計(jì)理念、重要系統(tǒng)、建造材料，如電磁兼容系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、阻攔系統(tǒng)、航母特種鋼等，都是我國獨(dú)立自主研發(fā)的，完全沒有依賴進(jìn)口，并且擁有完全自主產(chǎn)權(quán)，百分百實(shí)現(xiàn)了中國航母中國造。
我國要自建航母，必須解決艦船制造、艦載機(jī)、動(dòng)力系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)、高端材料和武器彈藥等領(lǐng)域的問題，其中高端鋼鐵材料供應(yīng)問題首當(dāng)其沖，尤其是要解決耐海水腐蝕、防魚雷攻擊的無磁鎳鉻鈦合金鋼和用于航母艦體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的甲板鋼供應(yīng)問題。當(dāng)時(shí)，這些特殊鋼只有美國和俄羅斯能夠生產(chǎn)，并被視為重要的戰(zhàn)略軍事物資美、俄兩國從不出口。
其實(shí)，早在改造遼寧艦時(shí)，我國就開始了對航母建造鋼材的攻關(guān)研究。當(dāng)年，瓦良格號被拖回來之后，因?yàn)楸徊鸪嗽S多內(nèi)部設(shè)備再加上長期銹蝕，需要幾百噸的對稱球扁鋼進(jìn)行修復(fù)，所謂球扁鋼就是一種頭部呈圓球狀，身體扁平的特殊鋼材，主要應(yīng)用于造船和造橋領(lǐng)域，一般較大的船只和正規(guī)的船舶在設(shè)計(jì)時(shí)主船體大多選用船用球扁鋼，采用與相連板材相同厚度與材質(zhì)的球扁鋼作骨材（也稱筋骨或龍骨）。球扁鋼可以說是修復(fù)航母不可或缺的鋼材。
▲對稱球扁鋼
2008年，鞍鋼負(fù)責(zé)研制瓦良格號所需要的對稱球扁鋼，而當(dāng)時(shí)我國沒有任何研制加工此類鋼材的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，這項(xiàng)艱巨的任務(wù)落在了鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院軍工所的研究員周丹身上，她從事水面艦船用鋼的研發(fā)已經(jīng)24年，但是這項(xiàng)任務(wù)對于她而言還是異常艱巨。剛開始制作對稱球扁鋼時(shí)，周丹回憶說：現(xiàn)場一看，根本軋不出來，軋根一量尺寸就不對，然后再試一根，尺寸還不對，你在現(xiàn)場待了十幾個(gè)小時(shí)，就軋了幾根鋼，所以我們當(dāng)時(shí)也挺頭疼，就是感覺這個(gè)東西太難了。
由于對稱球扁鋼外形特殊，尺寸差異大，再加上金屬流動(dòng)和孔型設(shè)計(jì)的因素，僅軋制成型就十分困難。由于沒有專用的生產(chǎn)線，熱處理的效果也不理想。周丹他們只好把球扁鋼一個(gè)根，固定在熱處理架上，防止變形，終于保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)。周丹團(tuán)隊(duì)僅僅用了一年半的時(shí)間，就完成了需要三到五年才能完成的研發(fā)任務(wù)，生產(chǎn)了大概10倍的產(chǎn)量，最終保證了供貨。2009年5月，鞍鋼為遼寧艦修復(fù)生產(chǎn)的200噸航母用鋼順利交付。
隨后，周丹采用快速感應(yīng)加熱技術(shù)，對鞍鋼生產(chǎn)的熱軋球扁鋼淬火工藝進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)開發(fā)出淬火生產(chǎn)線，對電源頻率、加熱方式、感應(yīng)器等設(shè)備及工藝參數(shù)進(jìn)行了選擇確定，由此研發(fā)了熱軋球扁鋼快速感應(yīng)加熱技術(shù)。這些都為我國國產(chǎn)航母的研制奠定了基礎(chǔ)。隨著國產(chǎn)航母建造工作的開始，航母甲板鋼的研制工作亦成為重中之重。甲板是航母艦體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，功能和作用十分特殊。在航母上，飛機(jī)在一兩百米內(nèi)，就要從靜止?fàn)顟B(tài)完成滑跑、起飛、騰空的過程。這除了有彈射裝置助推外，更要求飛機(jī)本身有強(qiáng)大的推力。當(dāng)飛機(jī)加力開到足以飛起時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴射出的火焰可達(dá)上千度，足以把一般鋼材制作的甲板熔化！一般艦載機(jī)每架都有三十來噸重，降落著艦時(shí)，對甲板的沖擊力極大，因此，對甲板的抗沖擊力、抗扭曲力的要求就非常高。此外，航母甲板還要有抗敵方穿甲彈攻擊的較強(qiáng)能力。所以航母甲板鋼屈服強(qiáng)度更是要求在500MPa以上。
另外，拼焊飛行甲板的鋼板面積越大，焊縫數(shù)量就越少，還能縮短建造周期，提高甲板整體質(zhì)量，這就對甲板鋼的力學(xué)性能提出了非常嚴(yán)格的要求。為提高航母的機(jī)動(dòng)性，增加航速，需要減輕船體重量，降低重心，使船體更加平穩(wěn)，還要有足夠的防彈能力，這就需要高強(qiáng)度高性的鋼板進(jìn)行保障。
正是因?yàn)橐瑫r(shí)滿足如此多的苛刻要求，所以航母用甲板鋼超過了任何一種軍用艦船的鋼材品質(zhì)，而研制難度亦直線上升。但甲板鋼卻是航母建造不可或缺的核心材料，因?yàn)槠洳坏獞?yīng)用于甲板，還要應(yīng)用于航母其他核心部位，例如航母指揮中心，航母的動(dòng)力系統(tǒng)等。當(dāng)時(shí)，世界上只有美國和俄羅斯掌握甲板鋼的制作技術(shù)。
我國一開始是想從俄羅斯引進(jìn)特種鋼技術(shù)，但是經(jīng)歷了不少波折，最終還是沒有成功。而且美俄，甲板鋼都是禁止向中國出口的。作為我國首艘國產(chǎn)航母甲板用鋼的研發(fā)負(fù)責(zé)人，鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院軍工產(chǎn)品研究所副所長趙剛接過了甲板鋼的研制重任。為了能夠確保甲板鋼研制成功，鞍鋼特地向一重集團(tuán)定制了超寬軋機(jī)，一重集團(tuán)為鞍鋼的鋼材基地研制了世界上最先進(jìn)的被稱為“世界軋機(jī)之王”的五米五超寬軋機(jī)。
這臺軌機(jī)重760多噸，由40臺左右的單機(jī)設(shè)備組成、占地的200延長米，零部件達(dá)10萬個(gè)左右。5.5米寬厚板軋機(jī)制造成功，高達(dá)10萬噸的下壓軋制力，可以軋制寬度5.5米的鋼板，軋制長度可達(dá)40米以上，是目前世界上規(guī)格最大、裝機(jī)水平最高、軋制能力最強(qiáng)、單機(jī)設(shè)備噸位最大的寬厚板軋機(jī)。這臺軋機(jī)的成功研制對我國造船業(yè)、核電以及國防工業(yè)等起到了重要支撐作用。
雖然有了機(jī)器，但想要研制出合格的甲板鋼亦困難重重。2011年，剛接到航母甲板鋼研制任務(wù)時(shí)，趙剛就感到任務(wù)的艱巨。趙剛說：實(shí)際上是很震驚的，要求我們研制超寬的、超長的、最厚規(guī)格的的甲板用鋼，生產(chǎn)這樣一張長寬板，是我們目前常規(guī)生產(chǎn)板子的四塊。為了保障甲板鋼的順利研制，每隔一段時(shí)間，趙剛就要乘坐高鐵趕到距離鞍山100多公里外的鲅魚圈，跟蹤軍工鋼的生產(chǎn)。而鞍鋼集團(tuán)鲅魚圈分公司技術(shù)員，甲板鋼研制團(tuán)隊(duì)的一員張坤稱：那段時(shí)期基本上一個(gè)多月，差不多是24小時(shí)一直在廠里，從前線到后線各個(gè)工序進(jìn)行跟蹤，每天只能睡三四個(gè)小時(shí)。
最終，在鞍鋼的努力下，中國航母采用的甲板鋼終于在這個(gè)軋機(jī)之王下誕生，整體技術(shù)指標(biāo)與美國福特級使用的 JHSL A-115型特種鋼不相上下，達(dá)到了690MPa，中國成為了世界上第三個(gè)掌握甲板鋼技術(shù)的國家。除了甲板鋼，在為國產(chǎn)航母供應(yīng)鋼材的任務(wù)中，鞍鋼只用了一年就完成了過去需要十年的特種鋼產(chǎn)量，目前國產(chǎn)航母除了30%技術(shù)相對較低的結(jié)構(gòu)鋼之外，國產(chǎn)航母所需要特種鋼材的70%都是鞍山鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的，而這也正是我國山東艦只用了短短數(shù)年時(shí)間就建成下水服役的重要原因。
