下面以應用為導向來介紹幾種鋼種，首先為艦艇鋼，之所以以艦艇鋼打頭，先進材料的發展歷來是從軍用到民用，艦艇用高強度鋼材也不例外；另外艦艇結構對所用鋼材提出了較高的要求，如要求大厚度，高強、高韌及良好的焊接抗裂傾向等綜合性能。在大量的高強度鋼焊接結構應用中，曾經發生過很多破斷事故，特別是第二次世界大戰期間美國全焊接艦船和500艘油輪的斷裂事故，促使美國海軍技術研究所針對高強鋼及焊接展開了系列研究，推進了高強鋼的發展。

1 艦艇材料發展歷史

2 艦艇材料及厚度

3 實例

01 艦艇材料發展歷史

各國調質型高強度船體用鋼鋼號用強度級別如下表所示。

02 艦艇材料及厚度

現代戰艦使用的鋼板沒有第二次世界大戰時的戰艦那么厚，主要是因為現代戰艦依靠的是“防空導彈+近防速射炮+干擾彈”而不是裝甲硬抗。此外，隨著電子技術的發展，各種電子設備不得不安裝在船舶內部。因此，今天的艦船通常都是薄皮的。

驅逐艦使用的鋼板厚度約為30毫米，而噸位較大的航母使用的鋼板厚度約為50毫米-330毫米，這主要是根據部件結構位置，及具體使用鋼板的等級而定。

由于第二次世界大戰，海戰的主要武器是大口徑海軍炮，作戰距離相對較近。艦上沒有有效的近距離防御武器來防御大口徑炮彈，所以只能依靠自己的裝甲板很難承受炮彈的傷害。

圖 1 二戰期間大和號戰列艦(日文:やまと，英文:Battleship Yamato )

第二次世界大戰期間為了考慮到艦船的保護水平，所用鋼板的厚度相對較厚，尤其是炮塔的裝甲。以德國的“俾斯麥”號戰艦為例。

“俾斯麥”號艦體鋼板的厚度在10毫米至360毫米之間，但裝甲鋼板厚度是145毫米至320毫米。建造船體所用的鋼板厚度并不低，約180毫米，主要用于船舶的乘客艙體。內艙壁的厚度相對較薄，與今天艦艇約30毫米的厚度相比，還是高得多。

圖 2 二戰時德國“俾斯麥”號艦艇

現在，只有艦載防空系統才能攔截所有未來的反艦導彈，因此，今天的艦船對自身裝甲的厚度并沒有太多的要求，而是要求防空導彈的攔截成功率足夠高。然而，像彈藥庫一樣，燃料庫仍然需要采用裝甲鋼板。最后，今天的船所用的鋼板厚度只有30mm，并不會有額外的裝甲。另外需要知道的是驅逐艦所用鋼板的強度不是很高，一般屈服強度在450MPa左右。

圖 3 現代艦體橫截面圖

除了艦艇，還有更大排水量的航空母艦。與驅逐艦和護衛艦相比，航空母艦所用鋼板的厚度相對較大。例如，飛行甲板使用的鋼板厚度約為50毫米，外殼使用的鋼板厚度約為32毫米；較厚的位置是指揮室和動力室。這兩個位置的鋼板厚度最高可達330毫米。畢竟，動力系統和指揮系統關系到航母的生存，有必要提高保護能力。

航母甲板鋼

由于飛行甲板是航母飛機唯一起降的場所，因此飛行甲板所用鋼材必須具備“超高強度、耐高溫、耐腐蝕、高韌性”等諸多性能。艦載機起飛重量10噸以上，最大的20噸以上，較大的30噸以上。著陸時，最大空重超過20噸。以F-15艦載機為例，其最大著陸重量約為24.5噸。并不是說飛行甲板的性能不能承受艦載飛機著陸時的沖擊，而是攔阻索所能承受的瞬間拉力是一定的。如果超過這個限度，就有被拉掉的風險。可以計算出F-15在著陸時刻的動能為69X69X24500/2=58322250焦耳，即58.3兆焦耳。只是艦載機在飛行甲板上的能量不會那么大。畢竟，輪胎是有彈性的，會吸收一些能量。即便如此，飛行甲板承載的能量還是巨大的。這對所用材料的屈服強度提出了更高的要求。福特級航母甲板采用屈服強度為795 MPa的HSLA-115鋼，但厚度僅為55毫米左右。

圖 4 “肯尼迪”號 (CVN 79)用鋼

航母船體

福特號船體采用HSLA-65鋼制造，屈服強度為440 MPa，鋼的厚度約為32 mm。只是水下部分的鋼的強度和厚度要大一些，畢竟水下部分要面對重型魚雷的直接攻擊。從第四艘尼米茲級航母開始，對水下部件的防御得到了加強，主要是通過增加外殼鋼板的厚度和安裝裝甲板來提高抵抗魚雷和水雷攻擊的能力。然后，福特號航空母艦水下部分的厚度也將得到加強。畢竟，反潛要比防空困難得多。在演習中，潛艇突破了美國航空母艦打擊群的反潛網，將航空母艦帶進了魚雷的射程。因此，在實戰中，一旦潛艇突破航母打擊群的反潛網絡，航母就會面臨滅頂之災，這是航母必須加強水下防護的根本原因。里根號建造時，水下部分的鋼厚約152毫米，介于飛行甲板鋼和動力艙鋼的厚度之間。

隨著激光炮、電磁炮的出現，對艦船的防御能力提出了新的要求。也許有一天會有一個像保護罩一樣的防御系統來抵抗激光炮和電磁炮的攻擊。僅靠增加艦艇鋼板厚度來增強防御能力的情況將不再出現。這也是軍艦與貨船相撞后損失巨大的一個重要原因，也是很容易被蛙人用炸彈攻擊的一個重要原因。就像伯克級驅逐艦與一艘民用船相撞一樣，敵人用一艘小船安裝炸藥炸出一個大洞。然而，現代冶金技術在第二次世界大戰期間是不可比擬的。即使船的鋼板厚度不如第二次世界大戰時的船厚，防御能力也不一定弱。

03 實例

圖 5 福特級航母關鍵技術