( u" A. t' {0 F- Y4 W 序言
$ ^% Y1 g8 I1 {0 v" w% Y 之前有消息说，中国现在已经能制造出来，屈服强度为2200兆帕的超级钢。
$ u6 \, |' |% X 那么什么是超级钢？它到底厉害在哪里？
0 U# c6 {; s8 F# s1 Y0 i W 这一期小鲸就来跟大家聊聊这个超级钢。
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钢铁炼成过程
) i" O- }. d: w/ x3 P 首先呢先来科普下钢铁是怎么炼成的。
) p% t# Q& p w( i; G 钢铁的炼制呢，一般分成下面几个步骤：
6 ?5 P, s% Q+ N3 ` 首先咱们要有原材料啊，对，就是铁矿石和煤。 ' Y/ w4 J1 f: ^( F6 Y/ V2 t9 ^
但是由于国产铁矿石品位低等原因，用大白话说，就是我们铁矿资源虽然大，但是富矿资源少。所以，中国铁矿石长期依赖进口。 X9 H- s' x) {. r B& G
原材料有了，那么就可以开始生产了，这其中主要经过四道工序，分别是烧结、炼铁、炼钢、轧钢。
5 W# `' x2 `" Y; j0 A 它们具体是做啥工作的呢？
8 \/ Q! Y& Z$ u+ j 我们把铁矿石配入适量的燃料和助溶剂，加入适量的水，然后经过一系列的物理化学反应，变成烧结矿和焦炭，这个过程就是烧结。
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然后把它们放在高炉里面进行化学反应进行炼铁，使它们变成铁水。铁水出来以后，经过转炉的冶炼、吹氧、去碳、降碳等操作。
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使碳达到一定的程度，再经过精炼，把成分进行调整，变成了钢。钢水又经过连铸以后变成钢坯，钢坯又经过热轧变成热轧产品，热轧产品又经过冷轧，变成冷轧产品。 . W+ a; @2 x4 y) K& `" ^
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这时候得到的钢还是半成品，必须通过轧钢操作，才能变成合格的钢铁产品，而这就需要轧钢机。 + f- S& A. n, e3 P
就像咱制作面条使用的擀面杖，面团要不断进行挤压这样才会越来越薄，轧钢机也是同样的道理。
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9 R' R9 v( i6 {. V3 X- t 它的目的与其他压力加工一样，一方面是为了得到需要的形状，比如钢板，带钢，线材以及各种型钢等。另一方面是为了改善钢的内部质量，比如我们常见的汽车版，桥梁钢、锅炉钢等等。 , I# |2 g' l" q1 ?) R" l, ]( G
超级钢
% I: o. ~# j" Y! c3 G 那超级钢又是什么呢？ " _7 p; e2 R( I3 Q# P( p. z) T( T! k
它是使用五倍以上的压力进行压轧，然后迅速冷却、控制温度才能制成。 , W) u" y/ ~ c2 {: \2 ~7 P
这种钢的结构组织非常细腻，仅有1微米，是一般钢铁的1/10到1/20，但是强度超高，韧性十足。
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说起来简单，做起来难，其中研制辛苦绝不是几句话能说出的。 6 o5 E1 a$ {7 U l7 Y( P# w
中国现在生产的超级钢，强度高达2200兆帕，超越美德日等国的1100兆帕，性能直接提升了200%。 * P1 m% L( I1 j6 F, l1 M
2200兆帕是什么概念呢？ . h/ [" W4 x! |1 z
1兆帕相当于你的大拇指指甲盖上顶了10公斤的重物，所以2200兆帕就相当于是22吨的重物。如果按照一头8吨重的大象来计算，也就是可以放上将近三头大象。 # r* F& r) u: R
并且它的性能超过钛合金，应用领域也比钛合金广泛的多，同时成本也要低得多。
6 E% b5 J! y9 f" S5 x 就比如说航母建造所使用的特种钢，它所要求的强度要远远高于普通军用船舶的钢强度要求。
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采用高强钢板有啥好处呢？
! g3 @# K$ e! y7 N: f; u! I 简单说可以减轻船体重量，增加抗弹能力。
6 d% j W" a1 H, Y 特别是飞行甲板的钢材要求极高，不仅要能够承载20到30吨舰载机起飞和降落的沉重冲击，还要承受喷气式飞机高达几千度火舌的烘烤。
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- `3 W9 a, ?: m( V$ _ 如果钢材不过关，舰载机着舰时就可能通过阻拦索把甲板掀起来。还有就是飞行甲板的厚度也不能太厚，太厚会影响飞机升降的质量。 & g0 P n8 j( U6 u4 s
更重要的是，飞行甲板的钢板面要越大越好，同时尽量减少焊缝。因为焊接的次数越多，在面对战机的强力冲击时就越容易出现质量问题，比如开裂、断裂等严重事故。 , i( F9 @( z5 S% \; L a. N
; _5 U& W. g' U j; `1 w0 x 因此，飞行甲板一般采用的是高强度钛合金钢，并且钢材的屈服强度一般要达到800兆帕。
% b/ J9 f6 f3 O1 \7 r 而如果使用2200兆帕的超级钢呢，那就意味着能搭载更多的舰载机，航母的能力也就越大。 / ~+ b" n) f' D- N& R! y6 j. e: ^/ c
毫不夸张的说，目前2200兆帕的超级钢只有中国才能生产，日本都还在实验室研制之中。 ( P, W' M8 T9 e: y$ u% L
国产钢发展
# |% h: i: h }4 r2 ? 对于工业领域来说，再好的创意，再牛的设计，到了制造阶段，都逃不过工艺和材料。
/ f" W @! R1 y! ~ 而作为工业最基础的材料-钢铁，它是应用最广的，涉及面积最大的重点材料。比如说高铁、汽车、建筑、桥梁，还有很多大国重器，比如航母、核潜艇等等。
# K2 S6 T* _+ Z% |+ a 就比如在2020年11月10日，中国研发的万米载人潜水器-"奋斗者号"，在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10909米，创造了中国乃至全世界载人深潜的新纪录。
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它使用就是中国自主研发的高强度钛合金钢，足以应对深海的高压和冲击，这种钢的屈服强度是多少呢？
z! l3 E+ z' ^$ i- r* u8 [0 Z2 | 小鲸我这里没有查到具体值，但是可以与之前下潜7000多米的蛟龙号来推算下。 9 z$ [, f: i6 U
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根据此前中国船舶七二五所的一篇论文，用于蛟龙号球舱的钛合金屈服强度达到了820兆帕，那么实现万米深潜的奋斗者号，肯定要比这个值大。
/ }$ ]; M6 \. X* `. G/ K7 m 毕竟咱们做科普的也要严谨点嘛！
" n) T x* V! G0 d2 F% I7 r3 T 而特种钢就是钢铁领域的核心科技，在这个领域我们也已经取得了很大的进展了，其中2200兆帕超级钢更是一举领先世界。
6 p; B* O4 ]" m4 d) m% b 它的出现不仅每年可以节省大量开支，除此之外它的重量比普通的钢材还要轻30%，不仅在工业领域至关重要，还在军事领域中算的上是战略级的材料。
" f$ i5 C, J" m0 P8 `5 U 感悟
& F; }- T1 K: G6 u5 h1 I8 K. \9 B 最后小鲸想说： $ k- ?3 b. R2 v: F, c& `% Z \
1891年1893年，两广总督张之洞在汉阳创办了汉阳钢铁厂，其制造的钢铁质量过硬流传至今，被西方人视为东方巨人觉醒的标志。
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8 l4 U0 O* [& [2 Z% d4 d O2 R 1937年中日战争全面爆发，日本当年的钢产量是580万吨，而中国只有4万吨，对，连人家的零头都不够。
9 b% m, A3 {2 `6 F7 p8 f 战争时期钢产量是体验一个国家军事实力的硬标准，可想而知，14年的抗日战争，工业化日本跟农业化中国，我们付出了多大的代价!
. E, P& h. C6 A$ T1 M& {2 z 1949年，旧中国总生产760万吨钢，其中600万吨是日本侵占我国期间，在中国土地上建造的工厂生产的。
- @1 I6 d# I! d# P8 _( P 而如今，2020年中国粗钢产量预计首次突破10亿吨，可以说中国现在已经是钢铁产量的超级大国。
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如果再加上高科技的加持，那在这个最为重要的工业材料领域，独步全球也是自然而然的事情。 ( W' A8 a2 q; R# x) s8 M! F
小鲸不吹不黑，总结来说，中国材料落后还是普通存在的现象，但在很多领域，我们真的进步了很多，个别领域也值得全世界为我们点赞。
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