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序言
# Z4 Q. k# k' _; g# g, F 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。
+ W) y# J" O$ v- ^$ Z( G+ ^3 y 那么什么是超级钢？它到底厉害在哪里？
5 I7 Q9 j' s4 H 这一期小鲸就来跟大家聊聊这个超级钢。
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! L! A) _; D! A 钢铁炼成过程6 @1 i! i, k" y" C& T
首先呢先来科普下钢铁是怎么炼成的。
; c+ I( j N) o" _- @ 钢铁的炼制呢，一般分成下面几个步骤：
. Q9 j! t7 u" u4 V* S' { 首先咱们要有原材料啊，对，就是铁矿石和煤。 4 E# M4 _, ?$ l/ e9 S8 q
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。
" M" d3 M8 K! S 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。
+ c$ ^ j3 W, F% ^& n i/ K) L x 它们具体是做啥工作的呢？
- g8 U+ p( G( d) W5 X6 H 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。 % e4 h( `$ D K2 R
7 m1 [& @9 ]$ N! g( `6 v 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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. v }) M/ L0 ~$ z/ x 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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. r) u( _3 X. }' m9 N 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。 $ J/ m' ]2 H) S; m6 _8 c
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。 0 j, i6 A$ l5 N' n4 L: `' V9 D
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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。
% H7 Z$ \4 r# P* @7 { 超级钢* B8 ]' X: } T1 c
那超级钢又是什么呢？
8 N2 G3 k& E/ h- E; q' C 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。
; X+ q; E2 ^/ d- w2 o; }. v& O' b 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。 $ M1 t) s* ]/ E T' A: I
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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。 % W1 Q/ w7 F* l2 \
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%。 3 {. Q7 k" d: C! u/ `( Q
2200兆帕是什么概念呢？
' n# X6 c! l2 n/ l$ t# ? 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。
/ o& N) ~9 C7 m/ F5 a 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。
, e" D, L: t! c& J2 v2 B 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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& j/ P6 R+ c# T. @6 U 采用高强钢板有啥好处呢？
" D& u2 [: a- t2 P 简单说可以减轻船体重量，增加抗弹能力。
& a M* }7 p% J$ ^ 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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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。 ' Z; v/ D9 |/ B- |1 j6 }
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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! M1 s$ k2 T5 m$ R M# S 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/ f4 W4 Q7 r9 |# T 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。
0 {4 `' ]( O6 _. |9 a( N7 [ 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。 ( s# Z! d& d7 m9 z2 ~7 B4 g
国产钢发展5 Z- E4 `* G" m4 J$ V& S+ }
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。 # o2 `& c5 T$ ] f
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。
( Z/ W N) L3 r 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？
4 R$ V8 I) p0 p. P$ | 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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3 ~; K! V g9 b 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。
3 G" B3 \# j7 s7 j6 Q7 ^* J$ h 毕竟咱们做科普的也要严谨点嘛！ # M9 o6 y, I* a1 Q7 z+ x
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。
9 J/ E) r- G/ X8 e 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。 6 P, ^6 H3 \' J8 x
感悟
- ~* G$ ~# C3 U; ~* i 最后小鲸想说：
2 \# w. _' Q `( v3 H+ _ 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。
9 h+ @$ C4 v! P7 ]; ~0 L9 w 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!
4 v# ]2 \* \. W( O8 N 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。 ! W( w. E, q0 |8 a
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。 , T5 }) U4 D$ P1 _! O% A4 r
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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。
/ A0 L# D% }9 Y& [- 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。 W" |1 T! Y' C# i4 r$ k: A
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