铝合金到底是否适合建造军舰?
铝合金是我们平时非常容易见到的金属合金。从门窗的材料、汽车制造到厨房用具。几乎无处不在。是人类除了钢铁之外,应用最广泛的金属材质。用的多的材料,自然是产量大,而且价格适中。铝元素不论在地壳还是整个地球上,都是含量第一大金属。不过铝因为没有自然纯铝存在,全部是化合物。因此比金银铜铁等金属材料,被人类发现和利用晚的多。铝的发现和利用历史只有200多年。铝被最早提炼出来的时候,被当做神奇的金属。首先献给达官贵人试用。比如当年法国皇帝拿破仑开宫廷宴会,其他王公大臣和外国使节用的都是金汤勺。而专门给拿破仑本人准备的是一把全球唯一的铝汤勺。不过铝的提炼很快就大规模化了,因此价格直线下降。铝合金是在纯铝中加入不同的少量其他金属,调节铝的材料性能,更加适应不同的使用环境。纯铝给人又轻又软的印象,其实硬铝合金的强度堪比钢材。
大多数铝合金的熔点在660摄氏度,而密度在2.7左右。因此铝合金普遍不耐高温,这几乎是所有铝合金的最大弱点。而且铝合金也普遍不耐腐蚀。这是他的第二大缺点,但是铝合金的密度几乎只有钢铁的三分之一。因此相同重量的硬铝合金,它的强度是大于同等重量的特种钢材的。因为这一点,甚至有人幻想过可以用铝合金来制造潜艇的耐压壳,能够在达到钢制耐压壳强度的同时,重量还能下降至少30%,但是却由于铝合金的耐热性、耐腐蚀性都不好,而且焊接特别困难而最终作罢。但是由于铝材实在是太轻了,除了用来做飞机的主材。用来造船其实也相当的不错。因此尽管铝合金做不成潜艇的耐压壳,做水面舰船的材料,各国一直没有放弃过。因为铝材做的船舶比钢制船轻的多,光燃料费就能节省不少的费用。纯铝做的整船船壳。最早出现在高端游艇上。
那些用铝材制造的私人游艇,强度可靠而且重量很轻,能够跑出极高的速度,因此大受欢迎。于是很多国家开始考虑用铝合金来做高速运输船,或者导弹快艇的外壳。比如022导弹艇就基本是铝壳的。美国海军甚至用铝合金做出了3000吨级别的濒海战斗舰。但是铝合金耐腐蚀性差的问题,并没有解决利索。就是大量喷涂防锈漆都解决不了。大多数022如果不值班,是直接被吊起离开海水,在岸上保养,只有值班的022在码头上泡水。而濒海战斗舰也长期被腐蚀性超标的问题困扰。3000多吨的大舰,就不是想吊起来就能轻易吊起来了。除了用铝合金建造整舰,还有很多国家的海军用铝合金建造大舰的上层建筑,这样可以大大提高全舰的稳定性。不过马岛一战,证明铝合金在战损火灾中往往是助燃物。点燃后几乎无法扑救。但是现在各造舰大国仍然大量使用舰用铝合金。瀚海狼山认为应该是对防火性能进行了可信的升级。实际上真正不怕腐蚀和高温,而又强度极大,非常适合制造舰船和飞机的材料,是钛合金。
但是钛在地球上的含量就比铝少的多,虽然最近三十年,钛材的产量大增,价格已经大幅下降,但是仍然不可能普及到铝合金的程度。钛合金的密度一般在4.5左右,为钢的60%,比铝大不少。但是钛合金的熔点接近1700摄氏度,又比铝合金高的多,加工性质也好。因此在航空航天和舰船领域广泛使用。蛟龙号的耐压壳就是钛合金制造。而用钛合金作为耐压壳建造的大型潜艇,可以下潜到1200米深度,这个记录被长期保持。
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