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堅持造假三十年！冶金專家偽造測試數據，供應不合格鋼材造美軍潛艇

2021-11-12 11:06:36 作者：中國腐蝕與防護網來源：中國腐蝕與防護網分享至：

美國海軍潛艇鋼鑄件供應商布蘭肯公司（Bradken Inc. ）被爆出驚天丑聞。其負責鋼材性能測試的冶金主管Elaine Marie Thomas竟然對測試數據造假三十余年，將大量不合格部件供應至美國海軍。日前，Thomas對其造假行為供認不諱，她如今面臨十年監禁及高達百萬美金的處罰，宣判將在來年二月進行。

“康涅狄格”號核潛艇

Elaine Marie Thomas

Thomas將在2022年2月接受宣判，屆時她將面臨最高10 年監禁和100萬美元的罰款。不過，美國司法部表示，他們將建議法院在標準量刑范圍對其從輕處罰。

延伸閱讀

1、航母用的什么鋼？需要什么工藝？

要造一條航母，可不像造一艘油輪那么簡單。先別說艦載機、彈射器什么的，首先一條就是，你有沒有造船的基本材料--航母用鋼！由于航母的特殊性，它的用鋼也有很多特殊要求，比如，要能抗海水腐蝕；要防磁；要耐高溫，要有很高的強度、韌度和良好的焊接性能等等。

前些年，前蘇聯未完工的“瓦良格”號航空母艦被我國當破爛兒從烏克蘭買回來。這條航母在來中國前，就已經好多年沒有進行過防銹處理了。運來中國后，又在大連隨意扔放了3年，也一直沒有涂漆，但“瓦良格號”表面基本完好，沒有什么腐蝕現象。

經檢測后發現，“瓦良格”號用的鋼，居然是可以自然抵抗海水腐蝕的，而且，基本是絕磁的，這么多年了，磁力依然為零！當時一個接觸“瓦良格”號的專家曾感嘆說：“蘇聯還是厲害，主要人家基礎好，蘇聯留下的家底，中國就是追上20年，也很難全面超越啊，尤其是基礎工業水平，嚴重制約了軍事設備的發展。”

已經過改造和涂裝的“遼寧”號航空母艦

下面我們就來說說航母所用鋼的幾個特點：

1.抗海水腐蝕

海水對艦船底部的腐蝕特別厲害，會嚴重影響艦船的速度和防護能力。因此，造一般民用和軍用艦船的鋼都要求有較強的抗海水腐蝕能力。由于航母的作戰環境更為惡劣，維修所需時間也長，因此，要求所用鋼板抗海水腐蝕的能力就更強。由于我國鋼鐵生產技術的限制，我們制造艦船所用鋼材抗海水腐蝕力較差，因此我們的軍艦不得不涂上一層特殊防銹漆，而且，每三四年就要進船塢大修，清除艦艇底部附著物，并重新刷防銹漆。

2.防磁

一般鋼鐵都帶有一定磁力。由于地球本身是有磁場的，一般低磁鋼鐵制造的艦船用久了，會受地球磁場磁化，產生磁力。磁力對軍艦來說是非常不利的。因為這容易被敵方磁力探測儀偵測到，或受到敵方磁性水雷等武器的攻擊。因此，軍艦用鋼，磁力越小越好。由于我們制造軍艦的鋼鐵防磁性能較差，所以我們的軍艦一般是三四年后，就需要開回船塢進行逆向消磁處理。然而，這種維修性的處理對于航母這樣的龐然大物來說，就太麻煩了。

3.耐高溫和耐沖擊性能

飛機在陸上起飛，一般需要在三公里多，至少也要一、兩公里的跑道助跑、起飛。而在航母上，飛機在一兩百米內，就要從靜止狀態完成滑跑、起飛、騰空的過程。這除了有彈射裝置助推外，更要求飛機本身有強大的推力。當飛機加力開到足以飛起時，發動機噴射出的火焰可達上千度，足以把一般鋼材制作的甲板熔化了！一般艦載機每架都有三十來噸重，降落著艦時，對甲板的沖擊力極大，因此，對甲板的抗沖擊力、抗扭曲力的要求就非常高。如果甲板用鋼不過關，降落的飛機很可能會通過攔索把飛行甲板給掀起來。另外航母甲板還要有抗敵方穿甲彈攻擊的較強能力。因此，航母甲板用鋼更是非常講究的。

4.高強度、高韌性

航母建造所使用的特種鋼所要求的強度要遠遠高于普通軍用船舶的鋼強度要求，采用高強鋼板可以減輕船體重量，增加抗彈能力。特別是飛行甲板的鋼材，由于要承受艦載機起飛過程中的高熱和高摩擦力，更要精益求精。因此，航母艦體一定要采用高強度合金鋼。

船用特種鋼材的屈服強度一般用MPa（兆帕）表示。像油輪、散裝貨船，集裝箱船等民用船所用鋼大約有250 MPa就夠使了，普通軍用船只在300 MPa以下就行。

而航母、潛艇用鋼，特別是航母飛行甲板用鋼一般要求在850 MPa以上。換算成我們熟悉的單位，大致是一厘米大小的地方要能夠承受5000～8000公斤的沖擊力。你看，這鋼材抗壓能力有多強。

大型航空母艦需要的鋼板品種規格繁多，建造一艘7.5萬噸級的大型航空母艦，需用各種特殊品種厚鋼板4萬多噸，一般可分為船體板、裝甲板及結構板三大類。

下面讓我們來分別看一看航母不同地方需要的鋼材情況

1.船體用鋼板

要求比較低，基本上就是潛艇用的耐壓板，屈服強度通常為450兆帕和550兆帕，鋼板厚度為22～28毫米。船體的水下部分為了防止魚雷與潛艇導彈的轟擊，采用鋼板厚度達150～203毫米。

也有制成雙層或三層船體，當外層鋼板被擊穿的時候，還有一層保護層，這樣就增強了航母的抗打擊能力。以前的航空母艦還在易受攻擊的部分采用增掛裝甲板的方式，以抵御各種意外的攻擊。航母需要的另外一種鋼材就是裝甲鋼板。

2.裝甲鋼板

一般用在最為關鍵的核心部位。航母上有兩個地方最重要，一個是指揮中心，指揮中心是航空母艦鋼板最厚的部分，最厚達330毫米，有點類似坦克用的裝甲鋼板；另外一個地方是航母的動力系統。

如果航母的機艙被破壞，那么航母就變成了挨打的活靶子，因此，機艙也要重點保護。重點保護的方式就是用裝甲鋼板。此外，炮臺等地方也要用防彈裝甲板進行保護。航母用鋼的最重要部分是結構用鋼板。

3.結構板

主要用于飛機跑道、隔倉及船體結構等，尤其是飛機跑道，要求極高。首先，要求飛行甲板能夠承載20～30噸艦載機起飛和降落的沉重沖擊。其次，還要承受噴氣式飛機高達幾千度的火舌的烘烤。所以，飛行甲板的屈服強度一般要達到800兆帕。

還有，飛行甲板的厚度不能太厚，一般是40～50毫米，且要求不平度達5毫米/米以下，否則會影響飛機升降的質量。更重要的是，飛行甲板的板面越大越好，要盡量減少焊縫。總而言之，航用的結構鋼板要求高強度、小厚度、大面積、能夠在惡劣環境中使用。

世界航母用鋼的一般情況：

目前，世界上能制造航母、潛艇用鋼的只有美國、日本、法國、俄羅斯等少數幾個國家。其中，質量最好的還得數美國。

美國用來制造航母飛行甲板的鋼的屈服強度一般在850兆帕左右。他們現在已經開發了兩個系列的特種鋼。

一種是HY系列特種鋼材

HY-80是一種鎳鉻和加入鈦的合金鋼，屈服強度在800兆帕左右，是制造航母或者造核潛艇最佳鋼材。

用這種鋼制造的潛艇，能下潛2000米，而后美國又在HY-80鋼的基礎上，發展了屈服強度不低于686兆帕的HY-100鋼，相比于HY-80提高了鋼的耐蝕性、強度，改善焊接性、成型性與機加工性等，其也是當前美國海軍航母重要部位的主要材料。

另外一種是HSLA型鋼材

HSLA-80鋼是美國20世紀80年代研制成功的新型高強度、高韌性結構鋼。該型鋼已部分或全部取代HY-80鋼用于建造大型水面艦艇，如驅逐艦、巡洋艦和航空母艦等，其中尼米茲級核動力航母的某些結構采用此鋼種。

HSLA-100鋼是美國為新建的航母殼體和先進的攻擊型核潛艇（非耐壓殼體）而研制的鋼，HSLA -100是一種含碳量低，銅沉淀強化鋼，合金元素含量比HSLA -80的要高，屈服強度約為690兆帕，其性能已達到HY-100鋼的水平，板厚可達100毫米。

HSLA-100鋼的第一批訂貨是用于核動力航母“斯坦尼斯”號（CVN-74）。這種型號鋼板由于采用了尖端低合金技術，其硬度超強，重量非常小，因此建造構件非常輕便，并且成本還很低。

用HSLA-100這種特殊用鋼建造的福特級航母，其整體重量減輕了很多，建造成本也節省許多。如果在航母艦體外殼上使用這種特種鋼，它能夠在提供相同或者更長的使用壽命情況下，比采用傳統高強度鋼建造的艦體外殼更薄，重量更輕。

美海軍原打算采用HSLA-100鋼作為航母CVN-78的飛行甲板用鋼，為了減輕重量，經過攻關，又研制出了HSLA-115鋼。它的屈服強度達到了800兆帕，不僅可以降低航母的重心，還可顯著減小飛行甲板厚度，從而減輕航母重量。

此外，美國海軍的建造冶金專家與日本的船舶專家在合作開發一項高強度合金鋼焊接新技術，這門技術將會在很大程度上減少采用高強度鋼建造航母而造成的成本增加。可以想象，采用這些新技術手段打造的美國航母將會更加堅硬和強悍。

俄羅斯的AK系列鎳鉻加鈦合金鋼是世界上屈服強度最高的材料，可達1000MPa，除了用來制造航母，還用來制造需要深潛的核潛艇。

法國生產的“軟鋼”屈服強度是550MPa左右，英國的無敵級航母使用的就是法國軟剛，但基于這樣的材料屈服度比較底，一般僅僅用于制造小型垂直起降或者直升飛機航母，諷刺的是法國自己的“戴高樂號”航空母艦用的卻是美國的HY-80鋼。

日本制造的特種合金鋼，屈服強度基本在450MPa左右，日本的潛艇和兩硒攻擊艦都使用了本國出產的特種鋼材。

中國特種鋼生產現狀：

中國之前幾年遲遲沒有改造瓦良格號，特種鋼是一個很大的原因，直到從俄羅斯進口特種鋼材，改造計劃才得以實施。

經過這幾年我國工業的發展，現在進口的特種鋼總的種類和數量在逐年減少，國產研發和生產特種鋼的水平也是不斷提高，但是，低附加值普通鋼材卻是生產能力嚴重過剩，鋼鐵行業面臨著一個痛苦的轉型期。

中國鋼鐵產量雖然位居世界前列，但是有附加價值的特種鋼的產量卻很少，效率也不盡人意，筆者認為主要的原因是：

一：中國工業基礎薄弱，不像歐美，俄羅斯是老牌工業強國。

二：特種鋼的研發屬于國家機密，歐美等西方強國技術保密，幾乎壟斷這一行業。

三：中國私企在鋼鐵行業資金少，規模小，沒有能力實現這種高附加價值鋼鐵的研究。國企經過制度改革資金重組，近幾年在特種鋼方面不斷有新的進展。

2、槍炮用鋼、坦克用鋼、艦艇用鋼、航天用鋼…國防利器，鋼鐵鑄造！

近年來，中國國防科技領域取得一系列重大成就，一大批由我國自主研發、具有高度信息化和集成化的新型武器裝備成功列裝。這些豐碩成果的取得，離不開鋼鐵原材料的有力支撐。“近年來，隨著我國在技術裝備、科研、人才等方面的持續投入，特鋼品種開發和產品質量均取得了巨大的進步，為軍工的發展提供了更加豐富、優質的基礎材料，而特鋼等先進材料的進步也促進了我國武器裝備性能的提升。可以說，目前，我們基本實現了包括航母用鋼在內的軍工鋼品種的全覆蓋，特別是近年來高溫合金、高強度鋼等典型軍工鋼的發展，為我國航空、航天、航海武器裝備的發展提供了重要保障。

槍炮用鋼

說起我國槍炮用鋼，必須提到一位老冶金專家陸達，他曾任中央軍委兵工局工程師、八路軍總司令部軍工部工程處副處長，新中國成立后歷任重工業部鋼鐵局副局長、重工業部鋼鐵設計院副院長、冶金工業部北京鋼鐵研究院（上世紀80年代改稱為鋼鐵研究總院）院長，以及冶金工業部副部長、總工程師、高級工程師。在抗日根據地極端艱苦的條件下，他將白口生鐵鑄件韌化處理加工制作炮彈；為了生產灰口生鐵，創建了故縣鐵廠（長鋼的前身）。1948年1月10日，故縣鐵廠生產出第一爐鐵水。1948年4月份，山東渤海解放區第七兵工廠（炮彈翻砂廠）奉命遷來與故縣鐵廠合并，利用高爐鐵水，開始就地鑄造炮彈。1948年故縣鐵廠鑄造炮彈102.8萬發，大約是1947年的5倍；1949年達到175.63萬發，為1947年的8.4倍。這些炮彈被源源不斷地運往前線，為奪取解放戰爭的勝利做出了重要貢獻。

上世紀50年代，重工業部組織太鋼試制成Fl8、F11熱軋鋼，可節約大量生產步槍子彈殼用銅。齊齊哈爾鋼廠（以下簡稱齊鋼）、大冶特鋼等企業共同研制開發出一種強度高、韌性好的深沖鋼，簡化了生產工藝，節約了大量生產高射機槍和高射炮彈殼用銅，涂上防腐漆，還可長時間保存。

鞍鋼、齊鋼采用精料冶煉，對鋼材采取超聲波無損傷檢驗等措施，保證了炮彈頭鋼材質量。鋼鐵部分之后又利用攀枝花礦石含釩鈦等多種元素的特點，試制成炮彈體鋼，并在鞍鋼試制成功殺傷力強的錳硅新鋼種炮彈鋼。為提高炮彈鋼的性能，齊鋼從原來采用酸性平爐冶煉改為電爐冶煉，再經電渣重熔，使鋼的強度由90千克／平方毫米提高到101千克~105千克／平方毫米，斷面收縮率得到改善，沖擊值相應提高。130毫米加農炮管鍛件曾于1983年獲國家金質獎。

國外制造槍管一般使用含鎳鋼種。當時中國探明的鎳資源較少，經過努力，終于研制出含硼鋼，制造的槍管連發性能良好。為滿足連射、火力強、耐燒蝕的要求，當時的冶金部又組織有關工廠和研究院，聯合開發出一種含鉬新鋼種，解決了重機槍管急需的新材料。

本鋼和撫順鋼廠先后攻關，于1954年解決了高射炮需用的關鍵材料問題。1962年，撫順鋼廠和重鋼又開發出三階梯型炮鋼型材，為降低金屬消耗和大批量生產創造了有利條件。上海異型鋼管廠和成都無縫鋼管廠研制出的冷拔新工藝，為火炮廠提供了一種內壁帶筋的新型無縫鋼管材，為軍隊裝備的現代化貢獻了力量。

坦克用鋼

在新中國成立60周年盛大的閱兵儀式上，使用河鋼舞鋼產高級別裝甲鋼板制造的中國”陸戰王牌“主戰坦克，也光榮地接受了祖國和人民的檢閱。河鋼舞鋼建廠之初就屬于國防軍工企業，自1978年投產以來一直致力于軍工用鋼的開發和生產，其生產的軍工鋼已用于制造我國各型號的主戰坦克和裝甲車，為國防軍工事業做出了重要貢獻。

據悉，蘇美等國家用含鎳鉻的鋼制造坦克的前裝甲和炮塔。中國缺鉻少鎳，早期經鋼鐵研究院、六一七廠等單位共同研究，利用中國富有的稀土資源，開發出性能合格的含稀土合金鋼。由鞍鋼、武鋼等企業成批生產的603鋼板，于1979年、1984年分別獲得國家銀質獎和金質獎，國產一代、二代主戰坦克就采用了這種裝甲板。

高速柴油機曲軸用鋼，是制造坦克的另一種關鍵材料，質量要求極嚴，不能有撕裂狀斷口，沖擊值也不能低。齊鋼、太鋼、大冶特鋼在研制中，改平爐冶煉為電爐和電渣雙聯冶煉，冶煉時噴射稀土粉，澆鑄時加大錠型，軋制時加大壓下量，使疲勞強度提高，滿足了坦克快速奔馳、沖破各種障礙物的性能要求。

艦艇用鋼

”七五“和”八五“ 期間，國家重點科技攻關項目”核潛艇耐壓殼體用980鋼及應用研究“課題，成功研發出當時國內強度最高、韌性最好、厚度規格跨度最大的潛艇用鋼，鋼的綜合性能達到了國際先進水平，已成功用于我國海軍新一代核潛艇的建造。該項目在1994年分別獲得冶金部和中船總公司科技進步獎一等獎， 1996年獲得國家科技進步獎二等獎。”九五“期間，國家軍品配套重點科技攻關項目”390兆帕級連鑄907A鋼“的研制，在2003年獲得國防科工委科技進步獎二等獎。如今，連鑄907A鋼已成功用于我國海軍20多條常規潛艇和核潛艇的建造，并用于新一代護衛艦建造。

據悉，制造水面艦艇需用的300多種鋼材主要是鋼板。中國鋼企早期利用國內富有的釩、鈦、錳等元素替代鎳、鉻，生產出的低合金鋼板，在耐壓、抗彎強度方面能滿足使用要求，各項技術性能已接近國際水平，并在鞍鋼、太鋼、武鋼、重鋼、上鋼三廠，按分工生產出大量的艦艇鋼板。在滿足普通艦船鋼板的需要以后，這些鋼廠又為制造導彈驅逐艦、魚雷、導彈快艇和掃雷艇研制出多種新鋼種，如低磁鋼及其他配套材料，使各類水面艦艇制造所需鋼材，立足于國內，適應我國海軍對水面艦艇的要求。

制造潛水艇殼體鋼板的耐壓性能要求比水面艦艇更高。鞍鋼和鋼鐵研究院為了把鋼板的屈服強度提高到60千克/平方毫米以上，用鞍鋼當時新制的壓力淬火機，成功軋出了韌性合格的艦艇用鋼。

80千克級耐壓鋼板是可以潛水600米的打撈、深潛救生艇和深水潛艇殼體用的鋼鐵材料，從1965年開始，先后由鋼鐵研究院、鞍鋼、撫順鋼廠、上鋼三廠、上鋼八廠、舞鋼等單位共同研制開發成功。1980年5月18日，中國在南太平洋海域發射運程火箭的過程中，用上述材料裝備的深潛救生艇順利完成了打撈、測試任務。該項目在1982年榮獲冶金部重大科技成果獎。

為制造核潛艇，我國曾先后研制出600多種新型材料。如：具有高強度、高韌性和良好抗爆性能的核潛艇殼體鋼板，核潛艇核動力堆用的鋯管；又如潛望鏡管和無線用材及其他各種專用材料，以及反應堆壓力殼用鋼管等。它們的試制成功，保證了中國第一艘核潛艇于1974年4月8日勝利下水。

飛機用鋼

2011年1月14日，北京人民大會堂，掌聲如潮，我國著名材料科學家、兩院院士師昌緒接過2010年度國家最高科學技術獎的大紅獎狀。在全場目光和鏡頭的聚焦下，這位91歲的老人笑得平靜而坦然。

高溫合金是航空發動機的核心材料。上世紀60年代，我國戰機發動機急需高性能的高溫合金葉片，師昌緒率隊與撫順鋼廠共同攻關研制的鑄造九孔高溫合金渦輪葉片，解決了一系列技術難題，使我國航空發動機渦輪葉片由鍛造到鑄造、由實心到空心邁上兩個新臺階。我國也成為繼美國之后第二個自主開發這一關鍵材料技術的國家。迄今為止，鑄造九孔高溫合金渦輪葉片已大量應用于我國戰機發動機，這一技術于1985年獲國家科技進步獎一等獎。

2008年，中國航空工業供銷總公司向大冶特鋼贈送了戰斗機模型和獎牌，認為該鋼廠在我國”飛豹“和殲-10戰斗機等國防重點工程配套中，質量過硬，保障有力，為我國航空事業做出了巨大貢獻。大冶特鋼的斯貝等新型發動機渦輪盤、壓氣盤、葉片用鋼成功應用于”飛豹“和殲-10戰斗機、轟炸機、強擊機、直升機等核心部件制作，為我國空軍新一代機型提供了關鍵部件配套原材料。

據悉，上世紀50年代以來，我國先后研制的萬余架各種類型的轟炸機、殲擊機、運輸機使用的各種材料基本上均由國內生產供應。到上世紀80年代中期，鋼鐵部門研制生產的80多種高溫合金材料，滿足了生產各類飛機的需要，并有了一定的技術儲備。

航天用鋼

2016年10月17日，神舟十一號飛船在酒泉衛星發射中心成功發射。攀長特等鋼廠研制的產品成功應用于神舟十一號飛船。在載人航天工程實施過程中，從神舟一號到神舟十一號，從天宮一號到天宮二號，每一次升空，都離不開國產特鋼產品的助力。

據悉，航天工業包括火箭、彈道導彈、衛星、宇宙飛船等尖端科學技術裝備，需要數千種金屬材料和其他新型材料。冶金部從1958年開始到1960年即取得一批科研成果。經過幾十年的不懈努力，許多工廠、車間或專用生產線生產了眾多航天工業用材料，保證了國家航天工業的發展，如石墨舵體材料、超薄壁不銹鋼無縫鋼管、超低溫不銹鋼、衛星消旋鈕件軸承鋼等。噴涂器面板于1986年7月份獲國家發明二等獎，遠程固體火箭用喉襯獲國家發明二等獎，遠程第一、二級火箭殼體用鋼板獲國家發明三等獎。1983年，鋼鐵研究總院、包頭冶金研究所等單位利用稀土資源研制成功釹鐵硼永磁合金，作為第三代稀土永磁合金，性能達到國際先進水平，價格則比原來使用的永磁材料降低一半以上。從上世紀60年代到80年代中期，冶金部系統研制生產的精密合金就增加到150個牌號、3000多種規格。

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