鋁合金到底是否適合建造軍艦?


鋁合金是我們平時(shí)非常容易見到的金屬合金。從門窗的材料、汽車制造到廚房用具。幾乎無處不在。是人類除了鋼鐵之外,應(yīng)用最廣泛的金屬材質(zhì)。用的多的材料,自然是產(chǎn)量大,而且價(jià)格適中。鋁元素不論在地殼還是整個(gè)地球上,都是含量第一大金屬。不過鋁因?yàn)闆]有自然純鋁存在,全部是化合物。因此比金銀銅鐵等金屬材料,被人類發(fā)現(xiàn)和利用晚的多。鋁的發(fā)現(xiàn)和利用歷史只有200多年。鋁被最早提煉出來的時(shí)候,被當(dāng)做神奇的金屬。首先獻(xiàn)給達(dá)官貴人試用。比如當(dāng)年法國(guó)皇帝拿破侖開宮廷宴會(huì),其他王公大臣和外國(guó)使節(jié)用的都是金湯勺。而專門給拿破侖本人準(zhǔn)備的是一把全球唯一的鋁湯勺。不過鋁的提煉很快就大規(guī)?;?,因此價(jià)格直線下降。鋁合金是在純鋁中加入不同的少量其他金屬,調(diào)節(jié)鋁的材料性能,更加適應(yīng)不同的使用環(huán)境。純鋁給人又輕又軟的印象,其實(shí)硬鋁合金的強(qiáng)度堪比鋼材。

大多數(shù)鋁合金的熔點(diǎn)在660攝氏度,而密度在2.7左右。因此鋁合金普遍不耐高溫,這幾乎是所有鋁合金的最大弱點(diǎn)。而且鋁合金也普遍不耐腐蝕。這是他的第二大缺點(diǎn),但是鋁合金的密度幾乎只有鋼鐵的三分之一。因此相同重量的硬鋁合金,它的強(qiáng)度是大于同等重量的特種鋼材的。因?yàn)檫@一點(diǎn),甚至有人幻想過可以用鋁合金來制造潛艇的耐壓殼,能夠在達(dá)到鋼制耐壓殼強(qiáng)度的同時(shí),重量還能下降至少30%,但是卻由于鋁合金的耐熱性、耐腐蝕性都不好,而且焊接特別困難而最終作罷。但是由于鋁材實(shí)在是太輕了,除了用來做飛機(jī)的主材。用來造船其實(shí)也相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)。因此盡管鋁合金做不成潛艇的耐壓殼,做水面艦船的材料,各國(guó)一直沒有放棄過。因?yàn)殇X材做的船舶比鋼制船輕的多,光燃料費(fèi)就能節(jié)省不少的費(fèi)用。純鋁做的整船船殼。最早出現(xiàn)在高端游艇上。
那些用鋁材制造的私人游艇,強(qiáng)度可靠而且重量很輕,能夠跑出極高的速度,因此大受歡迎。于是很多國(guó)家開始考慮用鋁合金來做高速運(yùn)輸船,或者導(dǎo)彈快艇的外殼。比如022導(dǎo)彈艇就基本是鋁殼的。美國(guó)海軍甚至用鋁合金做出了3000噸級(jí)別的瀕海戰(zhàn)斗艦。但是鋁合金耐腐蝕性差的問題,并沒有解決利索。就是大量噴涂防銹漆都解決不了。大多數(shù)022如果不值班,是直接被吊起離開海水,在岸上保養(yǎng),只有值班的022在碼頭上泡水。而瀕海戰(zhàn)斗艦也長(zhǎng)期被腐蝕性超標(biāo)的問題困擾。3000多噸的大艦,就不是想吊起來就能輕易吊起來了。除了用鋁合金建造整艦,還有很多國(guó)家的海軍用鋁合金建造大艦的上層建筑,這樣可以大大提高全艦的穩(wěn)定性。不過馬島一戰(zhàn),證明鋁合金在戰(zhàn)損火災(zāi)中往往是助燃物。點(diǎn)燃后幾乎無法撲救。但是現(xiàn)在各造艦大國(guó)仍然大量使用艦用鋁合金。瀚海狼山認(rèn)為應(yīng)該是對(duì)防火性能進(jìn)行了可信的升級(jí)。實(shí)際上真正不怕腐蝕和高溫,而又強(qiáng)度極大,非常適合制造艦船和飛機(jī)的材料,是鈦合金。

但是鈦在地球上的含量就比鋁少的多,雖然最近三十年,鈦材的產(chǎn)量大增,價(jià)格已經(jīng)大幅下降,但是仍然不可能普及到鋁合金的程度。鈦合金的密度一般在4.5左右,為鋼的60%,比鋁大不少。但是鈦合金的熔點(diǎn)接近1700攝氏度,又比鋁合金高的多,加工性質(zhì)也好。因此在航空航天和艦船領(lǐng)域廣泛使用。蛟龍?zhí)柕哪蛪簹ぞ褪氢伜辖鹬圃?。而用鈦合金作為耐壓殼建造的大型潛艇,可以下潛?200米深度,這個(gè)記錄被長(zhǎng)期保持。