海绵

苏联曾用钛合金造核潜艇怎么回事一起涨知识

发布时间:2023/5/26 11:04:15   

这张表格里倒数第二个橙色箭头指的,俄罗斯生产的ΠΤ-3B钛合金牌号,就是前苏联钛合金潜艇耐压壳体所使用的钛合金材料,它其实不神秘,我国和美国都有相应对的钛合金牌号,里面的合金成分除了钛(TI)还有铝(AI)、钼(MO)、锆(ZR)、硅(SI)根本不是外界想象的那样复杂。

从工业角度来说,成分越复杂的合金材料在后续的加工过程中会越困难,因为大部分的合金板、管、带、丝、型材都需要热处理或者焊接,这两项热加工工艺会出现合金成分热烧损的问题,如果某一个合金成分被烧损低于成份值,那么整个材料轻则焊接位置达不到技术要求,重则整块材料报废!所以,需要大量后续加工的金属材料的合金成分都不太复杂。

沉没在北极北海海底的世界上潜深最深的苏联“共青团员号”

核潜艇,属于型北约代号M级(麦克)。它是年代世界上最大的攻击型核潜艇,水下排水量超过吨,潜艇的耐压壳体就是采用ΠΤ-3B钛合金制造的,最大潜深米,为世界之最!苏联历史上一共建造了3型10多艘钛合金耐压壳体的核潜艇。

从材料学角度来说,钛要比钢铁或者铝更适合制造工业品(核潜艇也是工业品),因为它:任性、抗拉强度、重量轻(钢的四分之一)、耐腐蚀、超低磁型(对于潜艇来说意义非常大,可以躲过磁力探测器材的搜索)都大大超过那两种金属,并且钛资源的地质储量是非常丰富的!

既然是这样,为何我们身边很少有钛的制品?一提到钛合金就是“高大上”?这是因为钛虽然地质储量丰富但是把它冶炼出来(海绵钛)→合金化→后续的加工…是比较困难的事情,原因是钛是极易被氧化的金属,而大自然当中氧是无处不在的!这就给钛的一系列生产带来了极大的麻烦!生产环节当中稍有不慎就会形成氧化钛,成了无用的东西,还需要重新脱氧还原。

苏联第一代钛合金潜艇,著名的“阿尔法”级。是苏联建造的核潜艇当中艇员最少,自动化水平最高的核潜艇。

所以,钛虽然储量丰富但是生产它是非常费事的,从冶炼开始就需要在真空、脱氧状态下进行,直至生产出来潜艇所需要的板材和型材,到了焊接环节又出现了遇热氧化的问题(遇热后分子之间的间隙扩大,氧分子迅速侵入而形成氧化)所以需要采用“惰性气体保护焊”才行。

总之,钛理论上是比钢好出很多的材料,储量也很丰富,但矛盾的加工困难耗时费力,并且价格相对于潜艇用钢来说比较昂贵!所以,其它有制造核潜艇的国家都采用HY-80或者HY-高性能钢制造潜艇的耐压壳体,并且钢冶炼暨后续加工要比钛合金工艺简单了很多,价格更是便宜很多。

那么,前苏联为何要独辟蹊径使用钛合金制造潜艇?这个原因就是苏联在核潜艇制造方面总体上落后美国一个等级,甚至要落后于英法!

特别是机械价格方面和反应堆制造方面的不精致,造成了潜艇噪音很大!对于潜艇来说静音始终要放在首位,所发出的噪音太大也就失去了海水屏障的意义,但解决噪音大的问题不是一朝一夕…所以,苏联打算利用钛合金抗冲击性能、抗拉伸强度…

都比钢好的特性让潜艇潜得更深一些!如果达到水下0米,那么美军的反潜装备的效能会变得极低,而且反潜鱼雷也潜不到那么深,也就没法打击潜艇了。

美军MK48型反舰/反潜两用鱼雷,最初型号只能打击米水下深度的潜艇,由于苏联钛合金潜艇可以潜深至~米,这对于美国来说是一个不好的信号,如果苏联潜艇在水下0米“摸到”美国近海,出其不意的上浮到发射导弹的深度再发射核导弹,美国是完全防御不及的,连5分钟的预警时间都没有!这种形势也迫使美军改进MK48,使其可以在水下0米打击钛合金潜艇。

俄罗斯海军“亚森级”多用途战役核潜艇和“拉达级”常规潜艇。

冷战结束了,疯狂的军备竞赛也停止了,俄罗斯虽然受国力下滑的影响,军事力量已经大幅度的降低,但是核潜艇是国之重器,是大国的象征…

俄罗斯咬牙也要坚持研制新型的核潜艇,并且随着科技的进步,俄罗斯现有的机械加工能力和反应堆制造技术也有了不小的提高…

也不再需要刻意的使用钛合金强化下潜深度了,目前世界上除了俄罗斯还有几艘“塞拉Ⅱ”钛艇外,其它国家依旧是采用高性能钢来制造核潜艇的耐压壳体!

核潜艇是大型综合武器装备平台,它的建造要求各方面性能都要平衡,这样才能使核潜艇的战斗力水平提升,如果单纯的提高某一性能最终的后果就是潜艇造价非常昂贵,性能提高也不是很大,也就成了得不偿失事情。



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