& K, \+ D& Z. j [1 T 序言
5 |3 c* o& K; O# o; }( k! l0 P 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。
# l" |5 L) n0 Y% o- ` 那么什么是超级钢？它到底厉害在哪里？
# c9 U! R& i1 r5 G6 w2 z 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* c5 Z: t; F, l/ P 首先呢先来科普下钢铁是怎么炼成的。
9 F$ a% B' m- m8 h1 s 钢铁的炼制呢，一般分成下面几个步骤：
. T3 I6 F0 B8 q4 t' n$ Q4 B" J 首先咱们要有原材料啊，对，就是铁矿石和煤。 . q6 D2 A; t( }4 O- [
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。 2 s& J0 z9 U0 l) Y2 h5 ~& B: K
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。
) X8 G0 R& c2 l 它们具体是做啥工作的呢？ ; F; x, _9 b5 x; s0 D' L2 l
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。
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+ L6 v- U4 h8 R' H5 k- ]+ B' m 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。
! A1 Q% C' B7 L5 a 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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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。 5 [' P) m1 k# @9 k+ j% n
超级钢
3 \7 R1 ^) J, [2 }/ I& m 那超级钢又是什么呢？ , H/ N9 }1 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。
2 _: Q3 A; m5 c 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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( b* Y+ ~, X8 A6 e 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。 ( W4 t U ~4 l9 v1 t
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%。 ! k" \9 ?8 v/ n; M. K; M
2200兆帕是什么概念呢？ 0 t- q" ?" j) {% k2 m
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。
( R1 J( ^5 {7 z2 {1 u8 ~ 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。
* l2 |/ U0 R! w8 F4 S; L1 @ 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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G. C a4 `: q, \" o 采用高强钢板有啥好处呢？ ) Q2 s; O$ L, p1 J! w% \
简单说可以减轻船体重量，增加抗弹能力。
0 g* T, B7 W6 z/ E 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。 3 P, v- r$ y/ ~& @
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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。 ) q/ L' t9 R* f; F# e
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。
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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。
) ~ |9 h' o3 y. L 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。
7 \2 P) B( K+ y6 L* ~& ^ 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。 # N, T( A: T# {! j
国产钢发展; S( O: k# b% I% ]" y
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。
( O$ x J4 K+ N* B$ q# x 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。
1 g& U: ?- ^9 L- L0 ]7 k8 e- t 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？ ' P, d# Y' s$ T% N: L+ I
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。
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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。
: J/ m0 w( L/ R' _4 j 毕竟咱们做科普的也要严谨点嘛！
3 z- `% h9 H( O3 p) I4 b5 p) k 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。 0 k7 ^# K0 K' |$ y- |
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。
% |% G- j& A, |; Q j 感悟( K0 F1 w8 W9 l4 U
最后小鲸想说：
, O% w* Y, `! S+ B. N1 ] 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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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。 " r0 \% O1 W& l! ~6 \: h/ {9 T
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! 2 i& P; k1 V A5 D6 ]
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。 5 g, E" w! ?. ~5 B: s
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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% \* W5 q$ F$ {& A1 a! s2 l 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。 5 ?5 n8 J' V; o3 t, @
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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