美国钢铁厂为建造福特级航母冶炼特种钢
美国航母建造都是从切割钢板开始
法国勒克莱尔坦克总装厂
日前,美国国防工业界曝出大丑闻,为海军供应高强度钢材的生产商布拉德肯公司长期交付的却是不合格产品,令美国军舰、特别是核潜艇在发生碰撞或其他撞击时面临风险。尽管美国国防部没有披露有多少舰艇受到影响,但这则消息却清晰表明历史悠久的钢铁至今仍对武器质量具有举足轻重的作用。
打仗就是打钢铁
公元前1000年,古希腊军队就开始普及铁制兵器,中国则在春秋开始应用铁制兵器,西汉还出现“百炼钢”的炼钢新技术,使刀剑性能大幅提升。但钢铁真正用于武器制造,还是在19世纪工业革命驱动下的近代炼钢技术突破才开始的。当时,法国人率先发明平炉炼钢法,使钢材进入工业化生产时代,产量和质量极大提升,越来越多的钢铁被用来生产武器装备。
19世纪末,随着钢装甲技术快速进步以及优质无缝钢管制造的大口径舰炮出现,战列舰成为各国海军主力舰,“坚船利炮”也因此得名。一战时期,各交战国的所有陆军兵器、海军舰船都是钢铁一统天下,天上的飞机飞艇虽然主要用布料、木材制造,但它们携带的机枪、炸弹却都是用钢铁制造的。大工业生产让各交战国投入战场的钢铁以几何级增加,一战成为人类有史以来第一场“钢铁战争”。
二战时期,各国军队的“钢铁依赖症”达到顶峰,其中美国生产的钢铁总量近5亿吨,是英、德、苏、日等其他主要参战国钢铁总和的两倍。同盟国之所以在二战中打败轴心国,一个重要的物质因素就是钢铁产量占据绝对优势。此外,由于二战的刺激,钢铁质量也得到突飞猛进的提高,各种特种钢被广泛应用,使武器技战术性能有了质的飞跃。
信息化离不开钢铁
二战后,世界进入冷战时期,美苏超级大国用钢铁生产了海量的先进武器,并进一步提高冶炼技术,使钢铁性能又一次飞跃。例如电渣重熔技术让钢铁具有纯度高、含硫低、杂质少、钢锭表面光滑、化学成分均匀等特点,用电渣重熔钢制造的坦克炮管能承受很高膛压,所发射的穿甲弹初速高达1600-1800米/秒,可击穿700-900毫米均质钢装甲。
舰船耐压艇壳、航母飞行甲板等受力部位则普遍采用高屈服强度的合金钢,最有名的当属美国研发的HY-80、HY-100、HY-130钢,它们实际用镍铬钼系淬火结合回火热工艺处理的低合金高强度钢,其中HY-80钢的屈服强度为550兆帕、HY-100钢为690兆帕、HY-130钢更达到890兆帕。上世纪80年代后,美国又相继发展出HSLA-80、HSLA-100合金钢,除了强度高、韧性好、重量轻、成本低外,还有焊接性好的优势。直到现在,美国建造的核潜艇、航母依然采用这两种钢作为主要材料。
1991年的海湾战争是人类历史上第一次信息化战争,使得计算机芯片的重要性迅速凸显,被称为“硅片打败钢铁”。之后爆发的多场局部战争,信息化的重要性进一步增加,“信息化战争”逐渐成为媒体描写现代战争的名词。但不可否认,信息化是建立在机械化基础上的,没有高质量钢铁制造的武器平台,信息化的海战、陆战就无从谈起,飞机虽然主要结构材料是轻质铝合金、铝锂合金、钛合金和复合材料,但起落架、机翼的襟滑轨、缝翼管道等却都是用合金钢制造的。谁都明白,没有起落架,飞机就无法正常起降,自然就更谈不上升空打仗了。石宏