艦炮是用什麼鋼材做的？

皇家橡樹19722019-04-18 06:42:16

現代艦炮所使用的鋼材（主要是：炮管、發射藥室）與陸軍的火炮所用鋼材牌號完全一致，不能因為它是海軍炮就單獨開發幾個鋼牌號，若是這樣就太浪費了。

目前來看，各國製造火炮用鋼材的化學成分都差不多，我國由於冶金裝置這些年有些進步，鋼材當中磷硫的含量要求反而更嚴格，從材質上來說比英美要略微好一些，這也反應出我國炮管用鋼材的質量要比幾十年前有了顯著提高。

那麼，艦炮的炮管是怎樣生產出來的？其實不論是艦炮（加農炮範疇）還是陸軍火炮所用鋼材，目前的採用電弧爐＋電渣重熔爐冶煉。

電弧爐是目前鋼鐵工業必備的冶金裝置，大部分高檔鋼材都有它來進行冶煉，由於電能是“二次能源”

，不存在有害物質的帶入，所以它冶煉出來的鋼水會更加純淨。

圖片裡就是電弧爐冶煉鋼水到出鋼的生產流程3D模擬圖，右側是電弧爐、中間是盛鋼桶、左面是電弧爐冶煉完畢後出鋼。

電弧爐冶煉完成的鋼液，要澆鑄成圖片裡的這種棒材，如果想要提高質量也可以澆鑄成鋼錠，再由“初軋機”開坯成圓鋼坯，這樣棒材的表面光滑和內部緻密，更適合電渣重熔爐使用。那麼為啥要製成圓鋼棒材？電渣重熔爐的原理就和我們日常所看到的電焊是一樣的，這根圓鋼棒材就相當於“電焊條”，只不過粗一些罷了，電渣重熔爐根據二次冶煉鋼錠的大小的需要，使用幾十或者幾百根這樣的圓鋼棒材。

電渣重熔爐外觀就是這個樣子，有三到四個電加熱臂，臂的前端有卡頭將圓鋼棒材夾住→將圓鋼棒材垂直插入電渣重熔爐中→通電開始加熱、熔化→熔化的鋼液一點點累積，最後形成一個大型電渣重熔鋼錠。

由於需要後續的鍛造工序，電渣重熔鋼錠是多稜型的，這樣才能便於鍛造。通常情況下大口徑炮管鋼錠在30噸以上，只有這樣大的鋼錠才能經過多次鍛打使內部更加緻密，也只有緻密的鋼材製造出來的炮管，才能經受發射藥的高溫高壓和炮彈彈丸高速摩擦。

大型鍛造鋼錠要經過萬噸級別（至少三萬噸）的鍛造機進行鍛壓，將鋼錠鍛造出炮管粗坯，萬噸級別鍛造機是重要的工業裝置，世界上只有少數幾個國家可以將它製造出來，它不僅僅是鍛造炮管，大型鋼鐵結構件、承重件、飛機主樑、大型發電機轉子…都需要採用萬噸級別鍛造機鍛造，才能精確成型。

炮管鋼錠鍛成粗坯後需要進行中心穿孔

，以便下一步精鍛拉長。

炮管粗坯要再次使用旋轉精鍛機鍛造拉長，

達到需要的炮管長短，旋轉精鍛機更是高檔裝置，價值上千萬美元，還需要出口許可證！不是任何國家都可以購買得到的專業裝置。

炮管精坯鍛造完成後需要進行熱處理工藝，使鋼坯更加緻密，到達更高的強度。

炮管精坯鍛造完成需要矯直，這道工序非常重要，如果沒有這一步加工出來的炮管再裝到艦炮上射擊精度變得很差！甚至會出現幾百米的“密位”偏差！

炮管精坯鍛造和熱處理、矯直完成後，需要進行外表面和內部精車工序，要將氧化層切削掉。

初步精整後炮管進入到很關鍵的一步工序，就是“自緊工藝”

！所謂“自緊工藝”就是使用機械或者液壓手段將炮管內部塑性變形，而外表仍然在彈性極限內，當“自緊”過程結束後，炮管內部產生殘餘壓應力、炮管外部產生殘餘拉應力，當炮彈發射時會產生高膛壓，炮管內壁的殘餘壓應力會部分抵消發射藥氣體所帶來的拉應力，從而改善炮管內層的金屬受力狀況。

圖片上是液壓自緊機，中間那根鋼棒是為了減少充液量的芯棒

自緊工藝示意圖，A是自緊前，B是透過液壓或者機械手段讓炮管內壁擠壓受力C自緊後內壁變得更加緻密。

炮管自緊的技術難點就是密封，密封有兩種

方式一種是靜態密封多用於低壓，另一種是自緊密封，內腔液體充滿後隨著壓力的升高而自密封。

透過自緊過程後的粗加工炮管進入到內壁切削工序，就是要達到炮管壁要求的厚度，為下一步拉至膛線做準備。

進入到最後的膛線加工工序，膛線加工完全是經驗積累，因為是深孔加工工藝，外面根本看不到裡面的狀況，只能由高階技師去觀察刀杆的振動起伏、切削冷卻油的溫度去判斷膛線是否在正常切削…每一年因為膛線加工失敗而報廢的炮管有上萬噸之多！所以，現代火炮動輒數百萬美元不是亂要價的。

透過上面這些粗略的圖片說明，就能看出來艦炮（陸軍火炮）的生產流程非常的繁瑣和複雜，需要巨大製造裝置的資金投入才能

將它製造出來！這些需要上百年的國力支撐和工業化時間。

目前世界可以製造從20毫米口徑→155 毫米（甚至是203毫米）口徑火炮的國家不超過10個，並且仍舊是二百年前那些可以製造火炮的國家！現代以來只有一個國家透過艱苦卓絕的努力才擠進了這個隊伍！

而艦炮不只是炮管這一項製造，它還需要各種各樣的機械裝置和電器電子裝置所組成，能製造陸軍火炮的國家未必就能製造艦炮，比如德國製造的陸軍火炮享譽世界，但是其戰艦上的艦炮是義大利製造的！所謂“技有所長”就是這個道理，而即能製造陸軍火炮也可以製造艦炮的國家一定是軍事科技強國！

裝備空間2019-04-19 10:55:40

本來這個問題是不想回答的，因為現在網路上已經把“炮鋼”給說爛了，但凡一說火炮製造，必談“電渣重融”和“身管自緊”，殊不知這“前一個是鍊鋼工藝”，後一個“後續加工工藝”算不得什麼高深科技，而且也絕非高效能火炮身管的必須手段，這一點在我國專家於上世紀七十年代末，考察法國和德國火炮製造企業時就已有公論。此外，將艦炮和火炮材料混為一談，實不可取。要知道別說艦炮和坦克炮了，就算是同為艦炮的主炮和速射近防炮的身管鋼材也完全不同，這與其口徑、膛壓、射速、壽命要求、所處環境都息息相關。所以，當看了不少回答，所謂“艦炮和坦克炮材質基本一樣”的神論，然後再對電渣重融和身管自緊技術一通吹噓的無關說法，感到有必要在這裡略微科普一下。

艦炮炮鋼的不同之處

首先，我們舉個例子來說說艦炮與坦克炮炮鋼的不同之處。從大方面來說，現代各類火炮的炮鋼大多屬於鎳鋼，這點沒錯。因為鎳對於鋼材來說是一種極為有益的元素，不僅可以抑制晶體顆粒長大，提高材料強度，還能改善塑韌性、提高淬透型，發展到今天世界上大部分炮鋼都採用了Cr-Ni-Mo-V系中碳低合金鍛鋼。

這一點不僅美歐炮鋼如此，我國研製的各類炮鋼也在此列，但是不能說鋼材裡基本合金元素的種類差不多，就是這些鋼材大同小異。實際上恰恰相反，這些合金元素就彷彿生物的DNA，一點細枝末節的變化，就能組成無數的配方，煉出效能各不相同的鋼材。所以，各國的相關炮鋼材料成分都有公開的標準，但是你依據這點公開的化學成分是絕對製造不出和人家效能一致的炮鋼，這裡內含的門道不是短時間內可以破解的。

下面我們言歸正傳，說說艦炮炮鋼材料與坦克炮鋼的不同之處：

我們知道，我國陸軍用火炮身管鋼材（包括坦克炮）挺早就開發出了PCrNi3Mov、32Cr2Mo1VA等含鎳炮鋼和不含鎳炮鋼，但是這些炮鋼在我國引進俄羅斯AK-630速射艦炮，並在此基礎上研製730速射艦炮時就遇到了問題。這些原本用在陸軍厚壁火炮身管上的鋼材根本無法滿足730速射炮的身管壽命要求。

不要小看這種30mm口徑的艦炮，雖然口徑不大然而射速極高，因此其材料與坦克炮的工作工況也截然不同。利用坦克炮鋼材PCrNi3Mov製造的身管，實際射擊壽命只有一兩千發，而原裝引進的俄製30mm炮管射擊壽命超過6000發，不需要配備用炮管。原有的坦克炮鋼根本就不能滿足生產30mm速射艦炮的需求，其強度韌性配合比、低溫衝擊韌性等效能指標均不滿足小口徑速射艦炮的需要，所以我國決定對原裝引進的AK-630速射炮使用的俄製25Cr3Mo3NiNbZr炮鋼進行全面研製，該牌號炮鋼的研製也是後來我國730、1130速射近防炮研製成功的基礎，增加了我國高效能、高壽命速射火炮身管用鋼的鋼號，同時也對解決火炮在高寒地區使用問題帶來了有益思考。所以說艦炮和坦克炮大同小異、專門為艦炮研製新牌號炮鋼不值得的言論，實屬不敢苟同。這一點不僅在小口徑速射炮身管與大口徑艦炮身管用鋼上有所顯示，在艦炮與坦克炮用鋼上也頗為不同，就說大口徑艦炮所用液冷方式與坦克炮冷卻方式對鋼材的要求就決然不同外，更何況艦炮所面臨的海上鹽霧腐蝕環境、射速、膛壓、口徑等不同之處所帶來的材料要求不同。此外，艦炮身管的結構形式和材料還需滿足液熱耦合效應要求、需要應對內層冷卻、層間冷卻、外層冷卻的不同冷卻結構，以及液氣混合冷卻對鋼材降溫時的不同影響，其複雜要求與坦克炮的的需求也截然不同。

至於後來25Cr3Mo3NiNbZr炮鋼是如何研製成功和製造的這裡就不說了，大家只要知道對於武器材料來說“絕沒有湊合能用、懶省事之說”，其材料成分與普通坦克炮炮鋼的不同之處如下表：

題外話，別再神話電渣重融和身管自緊了

說火炮必談電渣重融這種怪異現象，我不知道是源自“極度不自信”還是“缺乏常識”，彷彿這種技術高到那裡去了一樣。這只不過是一個現代鍊鋼企業的普通工藝手段而已，而且裝置技術但凡稍微有點實力的國家都有，沒什麼好說的，外國用這個技術都半個多世紀了好麼？

舉個例子，法國L‘ondaine工廠是法國原來兩個火炮身管生產中最大、最主要的一個，其第一臺（也是法國第一臺）電渣重融爐是從前蘇聯引進併購買的專利技術，是不是很不可思議？1963年法國公司花高價從蘇聯進口了一臺P951型電渣重融爐和電渣冶金技術專利，1965年投產使用，並且在1968年又購買了第二臺同型號的爐子，這兩臺爐子主要用於坦克炮、艦炮的炮鋼生產。蘇聯從1930年就開始研製電渣冶金裝備和技術了，這樣看，你覺得這是什麼高深技術和高新科技麼？

再看條引進電渣爐的新聞，你覺著這東西存在“拒絕出口”的情況麼？此外，電渣爐也並非唯一可以提高炮鋼效能的裝置和技術，採用真空自耗電極電弧爐重融一樣可以煉出高品質的炮鋼材料，這個只與鋼廠的實際工藝情況有關。這一點可以查閱1978年相關課題組考察西德炮鋼生產廠的報告，其中就有對比了德國用真空自耗爐和電渣爐分別重融製造出來的炮鋼效能分析，兩種重融工藝裝置煉出的炮鋼基本效能一致。

篇幅有限，就說這麼多吧，很多東西沒必要神話，要抱著客觀和發展的眼光看問題，希望廣大軍迷不要為了吹而吹，也不要為了噴而噴。相信真正的工業相關人士，既能看到我們自身的不足，也能看到我們的長足進步。總結一句話，任重而道遠，前途是光明的。

80GROZA2019-04-17 20:15:01

不請自答！能要點臉不？

現代艦炮身管材料都採用合金鋼．常以中碳鎳鉻鉑系合金鋼為主．也有增加少量的釩做改性鋼。由於炮管在火炮射擊時承受的瞬間壓力極大，溫度極高，所以對炮管的材料要求很高，只有高強度的新增碳鎳鉻鉑等微量元素的合金鋼才能滿足要求。

過去很長時間裡，炮鋼曾一度是中國火炮生產的“瓶頸”。因為鎳是炮鋼中一種不可缺少的元素。可以極大改善炮鋼的韌性，但從資源上講，中國又是一個嚴重缺鎳的國家。於是中國人經過努力，研製成功了一系列用稀土或釩元素代替鎳元素的炮鋼，支援了中國的火炮生產。

專家在研究了PCrNi3MoVA、32Cr2Mo1VA和25Cr3Mo3NiNb等三種高強度炮鋼淬火高溫回火後的顯微組織和力學效能。結果發現，25Cr3Mo3NiNb鋼組織中碳化物總量高、並且含有大量的M2C碳化物，表現強烈的回火二次硬化效果。25Cr3Mo3NiNb鋼高溫強度和硬度下降率低於PCrNi3MoVA鋼，與32Cr2Mo1VA鋼相當，而其斷裂韌性高於32Cr2Mo1VA鋼。25Cr3Mo3NiNb鋼具有高的韌性和高溫強度及硬度，可用於長壽命炮管。

艦炮是海軍最古老的艦載武器，在20世紀水魚雷、艦載機和導彈武器出現之前，它曾是海軍艦艇上最重要的主戰兵器。艦炮自14世紀裝備海軍風帆戰船一類艦艇以來，經過了滑膛炮發展時代（14～19世紀）、線膛炮時代（19世紀至今）。

美國“依阿華”級戰列艦“密蘇里”號和“威斯康星”號，使用的是口徑達到406mm超大口徑艦炮。這種艦炮威力巨大，是大炮鉅艦時代的巔峰之作。

隨著導彈成為艦艇的主要武器，現代艦艇多使用中小口徑艦炮，中國現有的艦炮主要有6種。第一種，76式130mm雙管艦炮，這種艦炮僅僅裝備在旅大級驅逐艦上，數量不多；第二種，79A式雙管100毫米艦炮，這是中國第二代艦炮，廣泛裝備在江衛級護衛艦、051B型和052A型驅逐艦上；第三種，AK130雙管130毫米大口徑艦炮，這種艦炮裝備於現代驅逐艦上；第四種，87式艦單管100mm艦炮，這種艦炮的技術來自於法國。目前裝備在052B\C和051C型驅逐艦上；第五種，26型76毫米艦炮，這種艦炮的原型是俄羅斯AK176型艦炮。中國在俄羅斯艦炮的基礎上，又加上了中國自己的技術，最終推出了26型76毫米艦炮。這種艦炮堪稱中國新一代中輕艦艇的標準配置，現在，054A型護衛艦和056型護衛艦均裝備了這種艦炮；第六種，38型130毫米單管艦炮，這種艦炮採用了AK130型艦炮部分成熟技術，但大部分技術都是我們自己的，未來中國的大中型艦艇均會使用這種艦炮。

現代艦炮，反應快速、發射率高，與導彈武器配合，可執行對空防禦、對水面艦艇作戰、攔截掠海導彈和對岸火力支援等多種任務。隨著電子技術、計算機技術、鐳射技術、新材料的廣泛應用，形成由搜尋雷達、跟蹤雷達、光電跟蹤儀、指揮儀等火控系統和艦炮組成的艦炮武器系統。制導炮彈的發明，脫殼穿甲彈、預製破片彈、近炸引信等的出現，又使艦炮武器系統兼有精確制導、覆蓋面大和持續發射等優點，成為艦艇末端防禦的主要手段之一。