鋼材差距：中國新戰略核潛艇，潛深不如日本常規潛艇

軍情 09-12

圖：091核潛艇是中國第一代核潛艇，由於鋼材強度有限，其最大工作深度不會高於350米

軍艦研發中，最好的鋼材都會用在高端潛艇上，因為它要承受來自水下的巨大壓力，對整體結構強度的各方面要求是水面艦艇所難以相比的。比如現代軍艦採用的第一種高強、高韌合金鋼HY80，就是美國在上世紀50年代首先應用在潛艇上的。

我國的軍艦用高強高韌鋼主要是9XX系列，從血緣上屬於蘇俄系，強度主要依靠鎳、鉻、鉬等合金元素提供；需要在焊接前進行預熱、焊接後進行熱處理，才能確保焊接處不易出現裂紋等致命隱患。具體到潛艇上，中國使用的高強高韌鋼可以分為兩代，早期採用921鋼，以及在它基礎上衍生的922、923鋼，後期則採用980鋼。

鋼材差距：中國新戰略核潛艇，潛深不如日本常規潛艇

圖：蘇俄阿庫拉攻擊核潛艇

921鋼的屈服強度為60Kgf/mm2（公斤壓力/平方毫米）（590MPa），而980鋼則將這一指標提升到了80Kgf/mm2（785MPa）。強度基本上相當於美國HY100鋼材（690-868MPa）中後期水平，介於俄羅斯AK29（671核潛艇）和AK32（阿庫拉、971核潛艇）之間，略低於日本NS80鋼材。

由於冶煉和焊接熱處理等方面的研究差距，980鋼和HY等鋼材相比，需要使用更多的鎳等昂貴元素才能獲得相近的性能；實際上它的鎳含量（4.4-4.54%），已經非常接近HY130（鎳4.8%），顯著高於HY100的2.66%。

鋼材差距：中國新戰略核潛艇，潛深不如日本常規潛艇

圖：公開論文中，90年代初國內用980鋼建造的模擬分段模型，其中還能見到921鋼的部分

VHD402鋼就是980鋼，多見於80-90年代的文獻中，相當於正式上戶口之前的小名。由於潛艇用高強度鋼從研製成功到實際投入運用中會有數年到十數年不等的時間差，因此在2000年左右的專業著作——比如2000年版的《船舶與海洋工程材料》里都是見不到980鋼材料的介紹的，2013年的新修訂版應該有了。

980鋼由洛陽船舶材料研究所——也是我國唯一從事艦船材料和工藝研究的單位領頭研發；在1986年初步通過科研鑒定以後，經過十多年的焊接等關鍵配套工藝研究、結構模型驗證等流程，目前廣泛應用於國內新一代核潛艇製造，佔全部鋼結構比例的50%以上。

根據一般的設計規律來說，在合理設計——即保證性能均衡、成本可接受的前提下，潛艇的潛深與鋼材的強度存在範圍對應關係。如果要把潛深做的更大，超出材料性能和總體設計的合理匹配範圍，就必須加大結構的厚度，帶來製造成本和難度急劇加大、儲備浮力等關鍵性能大幅度下降等一系列問題。

鋼材差距：中國新戰略核潛艇，潛深不如日本常規潛艇

圖：094核潛艇通過採用980鋼，最大潛深比上一代核潛艇增加100米以上，大大提高了生存能力和威懾力

比如550-690MPa屈服強度的鋼材，最大工作潛深可以做到350-400米；以此判斷，國內早期使用921鋼材的核潛艇最大潛深應在350米左右。而隨著鋼材強度的提高，785-900MPa級別鋼材可以支持潛艇作到450-500米深度；1000MPa級別鋼材可以支撐到600米；1370MPa的鋼材，理論上則可以支撐到900米。從這個規律判斷，國內新一代核潛艇最大工作潛深應該能達到450米以上。

目前世界上除了美俄以外，只有法國的凱旋和梭魚潛艇（均為核動力、最大潛深500米）採用了屈服強度高於900MPa的100HLES鋼材（性能相當於HY130）；比法國更高的，只有日本的春潮、新親朝、蒼龍三艘潛艇應用了屈服強度1108MPa的NS110鋼材。

鋼材差距：中國新戰略核潛艇，潛深不如日本常規潛艇