坚持造假三十年！冶金专家伪造测试数据，供应不合格钢材造美军潜艇

2021-11-12 11:06:36 作者：中国腐蚀与防护网来源：中国腐蚀与防护网分享至：

美国海军潜艇钢铸件供应商布兰肯公司（Bradken Inc. ）被爆出惊天丑闻。其负责钢材性能测试的冶金主管Elaine Marie Thomas竟然对测试数据造假三十余年，将大量不合格部件供应至美国海军。日前，Thomas对其造假行为供认不讳，她如今面临十年监禁及高达百万美金的处罚，宣判将在来年二月进行。

“康涅狄格”号核潜艇

Elaine Marie Thomas

Thomas将在2022年2月接受宣判，届时她将面临最高10 年监禁和100万美元的罚款。不过，美国司法部表示，他们将建议法院在标准量刑范围对其从轻处罚。

延伸阅读

1、航母用的什么钢？需要什么工艺？

要造一条航母，可不像造一艘油轮那么简单。先别说舰载机、弹射器什么的，首先一条就是，你有没有造船的基本材料--航母用钢！由于航母的特殊性，它的用钢也有很多特殊要求，比如，要能抗海水腐蚀；要防磁；要耐高温，要有很高的强度、韧度和良好的焊接性能等等。

前些年，前苏联未完工的“瓦良格”号航空母舰被我国当破烂儿从乌克兰买回来。这条航母在来中国前，就已经好多年没有进行过防锈处理了。运来中国后，又在大连随意扔放了3年，也一直没有涂漆，但“瓦良格号”表面基本完好，没有什么腐蚀现象。

经检测后发现，“瓦良格”号用的钢，居然是可以自然抵抗海水腐蚀的，而且，基本是绝磁的，这么多年了，磁力依然为零！当时一个接触“瓦良格”号的专家曾感叹说：“苏联还是厉害，主要人家基础好，苏联留下的家底，中国就是追上20年，也很难全面超越啊，尤其是基础工业水平，严重制约了军事设备的发展。”

已经过改造和涂装的“辽宁”号航空母舰

下面我们就来说说航母所用钢的几个特点：

1.抗海水腐蚀

海水对舰船底部的腐蚀特别厉害，会严重影响舰船的速度和防护能力。因此，造一般民用和军用舰船的钢都要求有较强的抗海水腐蚀能力。由于航母的作战环境更为恶劣，维修所需时间也长，因此，要求所用钢板抗海水腐蚀的能力就更强。由于我国钢铁生产技术的限制，我们制造舰船所用钢材抗海水腐蚀力较差，因此我们的军舰不得不涂上一层特殊防锈漆，而且，每三四年就要进船坞大修，清除舰艇底部附着物，并重新刷防锈漆。

2.防磁

一般钢铁都带有一定磁力。由于地球本身是有磁场的，一般低磁钢铁制造的舰船用久了，会受地球磁场磁化，产生磁力。磁力对军舰来说是非常不利的。因为这容易被敌方磁力探测仪侦测到，或受到敌方磁性水雷等武器的攻击。因此，军舰用钢，磁力越小越好。由于我们制造军舰的钢铁防磁性能较差，所以我们的军舰一般是三四年后，就需要开回船坞进行逆向消磁处理。然而，这种维修性的处理对于航母这样的庞然大物来说，就太麻烦了。

3.耐高温和耐冲击性能

飞机在陆上起飞，一般需要在三公里多，至少也要一、两公里的跑道助跑、起飞。而在航母上，飞机在一两百米内，就要从静止状态完成滑跑、起飞、腾空的过程。这除了有弹射装置助推外，更要求飞机本身有强大的推力。当飞机加力开到足以飞起时，发动机喷射出的火焰可达上千度，足以把一般钢材制作的甲板熔化了！一般舰载机每架都有三十来吨重，降落着舰时，对甲板的冲击力极大，因此，对甲板的抗冲击力、抗扭曲力的要求就非常高。如果甲板用钢不过关，降落的飞机很可能会通过拦索把飞行甲板给掀起来。另外航母甲板还要有抗敌方穿甲弹攻击的较强能力。因此，航母甲板用钢更是非常讲究的。

4.高强度、高韧性

航母建造所使用的特种钢所要求的强度要远远高于普通军用船舶的钢强度要求，采用高强钢板可以减轻船体重量，增加抗弹能力。特别是飞行甲板的钢材，由于要承受舰载机起飞过程中的高热和高摩擦力，更要精益求精。因此，航母舰体一定要采用高强度合金钢。

船用特种钢材的屈服强度一般用MPa（兆帕）表示。像油轮、散装货船，集装箱船等民用船所用钢大约有250 MPa就够使了，普通军用船只在300 MPa以下就行。

而航母、潜艇用钢，特别是航母飞行甲板用钢一般要求在850 MPa以上。换算成我们熟悉的单位，大致是一厘米大小的地方要能够承受5000～8000公斤的冲击力。你看，这钢材抗压能力有多强。

大型航空母舰需要的钢板品种规格繁多，建造一艘7.5万吨级的大型航空母舰，需用各种特殊品种厚钢板4万多吨，一般可分为船体板、装甲板及结构板三大类。

下面让我们来分别看一看航母不同地方需要的钢材情况

1.船体用钢板

要求比较低，基本上就是潜艇用的耐压板，屈服强度通常为450兆帕和550兆帕，钢板厚度为22～28毫米。船体的水下部分为了防止鱼雷与潜艇导弹的轰击，采用钢板厚度达150～203毫米。

也有制成双层或三层船体，当外层钢板被击穿的时候，还有一层保护层，这样就增强了航母的抗打击能力。以前的航空母舰还在易受攻击的部分采用增挂装甲板的方式，以抵御各种意外的攻击。航母需要的另外一种钢材就是装甲钢板。

2.装甲钢板

一般用在最为关键的核心部位。航母上有两个地方最重要，一个是指挥中心，指挥中心是航空母舰钢板最厚的部分，最厚达330毫米，有点类似坦克用的装甲钢板；另外一个地方是航母的动力系统。

如果航母的机舱被破坏，那么航母就变成了挨打的活靶子，因此，机舱也要重点保护。重点保护的方式就是用装甲钢板。此外，炮台等地方也要用防弹装甲板进行保护。航母用钢的最重要部分是结构用钢板。

3.结构板

主要用于飞机跑道、隔仓及船体结构等，尤其是飞机跑道，要求极高。首先，要求飞行甲板能够承载20～30吨舰载机起飞和降落的沉重冲击。其次，还要承受喷气式飞机高达几千度的火舌的烘烤。所以，飞行甲板的屈服强度一般要达到800兆帕。

还有，飞行甲板的厚度不能太厚，一般是40～50毫米，且要求不平度达5毫米/米以下，否则会影响飞机升降的质量。更重要的是，飞行甲板的板面越大越好，要尽量减少焊缝。总而言之，航用的结构钢板要求高强度、小厚度、大面积、能够在恶劣环境中使用。

世界航母用钢的一般情况：

目前，世界上能制造航母、潜艇用钢的只有美国、日本、法国、俄罗斯等少数几个国家。其中，质量最好的还得数美国。

美国用来制造航母飞行甲板的钢的屈服强度一般在850兆帕左右。他们现在已经开发了两个系列的特种钢。

一种是HY系列特种钢材

HY-80是一种镍铬和加入钛的合金钢，屈服强度在800兆帕左右，是制造航母或者造核潜艇最佳钢材。

用这种钢制造的潜艇，能下潜2000米，而后美国又在HY-80钢的基础上，发展了屈服强度不低于686兆帕的HY-100钢，相比于HY-80提高了钢的耐蚀性、强度，改善焊接性、成型性与机加工性等，其也是当前美国海军航母重要部位的主要材料。

另外一种是HSLA型钢材

HSLA-80钢是美国20世纪80年代研制成功的新型高强度、高韧性结构钢。该型钢已部分或全部取代HY-80钢用于建造大型水面舰艇，如驱逐舰、巡洋舰和航空母舰等，其中尼米兹级核动力航母的某些结构采用此钢种。

HSLA-100钢是美国为新建的航母壳体和先进的攻击型核潜艇（非耐压壳体）而研制的钢，HSLA -100是一种含碳量低，铜沉淀强化钢，合金元素含量比HSLA -80的要高，屈服强度约为690兆帕，其性能已达到HY-100钢的水平，板厚可达100毫米。

HSLA-100钢的第一批订货是用于核动力航母“斯坦尼斯”号（CVN-74）。这种型号钢板由于采用了尖端低合金技术，其硬度超强，重量非常小，因此建造构件非常轻便，并且成本还很低。

用HSLA-100这种特殊用钢建造的福特级航母，其整体重量减轻了很多，建造成本也节省许多。如果在航母舰体外壳上使用这种特种钢，它能够在提供相同或者更长的使用寿命情况下，比采用传统高强度钢建造的舰体外壳更薄，重量更轻。

美海军原打算采用HSLA-100钢作为航母CVN-78的飞行甲板用钢，为了减轻重量，经过攻关，又研制出了HSLA-115钢。它的屈服强度达到了800兆帕，不仅可以降低航母的重心，还可显著减小飞行甲板厚度，从而减轻航母重量。

此外，美国海军的建造冶金专家与日本的船舶专家在合作开发一项高强度合金钢焊接新技术，这门技术将会在很大程度上减少采用高强度钢建造航母而造成的成本增加。可以想象，采用这些新技术手段打造的美国航母将会更加坚硬和强悍。

俄罗斯的AK系列镍铬加钛合金钢是世界上屈服强度最高的材料，可达1000MPa，除了用来制造航母，还用来制造需要深潜的核潜艇。

法国生产的“软钢”屈服强度是550MPa左右，英国的无敌级航母使用的就是法国软刚，但基于这样的材料屈服度比较底，一般仅仅用于制造小型垂直起降或者直升飞机航母，讽刺的是法国自己的“戴高乐号”航空母舰用的却是美国的HY-80钢。

日本制造的特种合金钢，屈服强度基本在450MPa左右，日本的潜艇和两硒攻击舰都使用了本国出产的特种钢材。

中国特种钢生产现状：

中国之前几年迟迟没有改造瓦良格号，特种钢是一个很大的原因，直到从俄罗斯进口特种钢材，改造计划才得以实施。

经过这几年我国工业的发展，现在进口的特种钢总的种类和数量在逐年减少，国产研发和生产特种钢的水平也是不断提高，但是，低附加值普通钢材却是生产能力严重过剩，钢铁行业面临着一个痛苦的转型期。

中国钢铁产量虽然位居世界前列，但是有附加价值的特种钢的产量却很少，效率也不尽人意，笔者认为主要的原因是：

一：中国工业基础薄弱，不像欧美，俄罗斯是老牌工业强国。

二：特种钢的研发属于国家机密，欧美等西方强国技术保密，几乎垄断这一行业。

三：中国私企在钢铁行业资金少，规模小，没有能力实现这种高附加价值钢铁的研究。国企经过制度改革资金重组，近几年在特种钢方面不断有新的进展。

2、枪炮用钢、坦克用钢、舰艇用钢、航天用钢…国防利器，钢铁铸造！

近年来，中国国防科技领域取得一系列重大成就，一大批由我国自主研发、具有高度信息化和集成化的新型武器装备成功列装。这些丰硕成果的取得，离不开钢铁原材料的有力支撑。“近年来，随着我国在技术装备、科研、人才等方面的持续投入，特钢品种开发和产品质量均取得了巨大的进步，为军工的发展提供了更加丰富、优质的基础材料，而特钢等先进材料的进步也促进了我国武器装备性能的提升。可以说，目前，我们基本实现了包括航母用钢在内的军工钢品种的全覆盖，特别是近年来高温合金、高强度钢等典型军工钢的发展，为我国航空、航天、航海武器装备的发展提供了重要保障。

枪炮用钢

说起我国枪炮用钢，必须提到一位老冶金专家陆达，他曾任中央军委兵工局工程师、八路军总司令部军工部工程处副处长，新中国成立后历任重工业部钢铁局副局长、重工业部钢铁设计院副院长、冶金工业部北京钢铁研究院（上世纪80年代改称为钢铁研究总院）院长，以及冶金工业部副部长、总工程师、高级工程师。在抗日根据地极端艰苦的条件下，他将白口生铁铸件韧化处理加工制作炮弹；为了生产灰口生铁，创建了故县铁厂（长钢的前身）。1948年1月10日，故县铁厂生产出第一炉铁水。1948年4月份，山东渤海解放区第七兵工厂（炮弹翻砂厂）奉命迁来与故县铁厂合并，利用高炉铁水，开始就地铸造炮弹。1948年故县铁厂铸造炮弹102.8万发，大约是1947年的5倍；1949年达到175.63万发，为1947年的8.4倍。这些炮弹被源源不断地运往前线，为夺取解放战争的胜利做出了重要贡献。

上世纪50年代，重工业部组织太钢试制成Fl8、F11热轧钢，可节约大量生产步枪子弹壳用铜。齐齐哈尔钢厂（以下简称齐钢）、大冶特钢等企业共同研制开发出一种强度高、韧性好的深冲钢，简化了生产工艺，节约了大量生产高射机枪和高射炮弹壳用铜，涂上防腐漆，还可长时间保存。

鞍钢、齐钢采用精料冶炼，对钢材采取超声波无损伤检验等措施，保证了炮弹头钢材质量。钢铁部分之后又利用攀枝花矿石含钒钛等多种元素的特点，试制成炮弹体钢，并在鞍钢试制成功杀伤力强的锰硅新钢种炮弹钢。为提高炮弹钢的性能，齐钢从原来采用酸性平炉冶炼改为电炉冶炼，再经电渣重熔，使钢的强度由90千克／平方毫米提高到101千克~105千克／平方毫米，断面收缩率得到改善，冲击值相应提高。130毫米加农炮管锻件曾于1983年获国家金质奖。

国外制造枪管一般使用含镍钢种。当时中国探明的镍资源较少，经过努力，终于研制出含硼钢，制造的枪管连发性能良好。为满足连射、火力强、耐烧蚀的要求，当时的冶金部又组织有关工厂和研究院，联合开发出一种含钼新钢种，解决了重机枪管急需的新材料。

本钢和抚顺钢厂先后攻关，于1954年解决了高射炮需用的关键材料问题。1962年，抚顺钢厂和重钢又开发出三阶梯型炮钢型材，为降低金属消耗和大批量生产创造了有利条件。上海异型钢管厂和成都无缝钢管厂研制出的冷拔新工艺，为火炮厂提供了一种内壁带筋的新型无缝钢管材，为军队装备的现代化贡献了力量。

坦克用钢

在新中国成立60周年盛大的阅兵仪式上，使用河钢舞钢产高级别装甲钢板制造的中国”陆战王牌“主战坦克，也光荣地接受了祖国和人民的检阅。河钢舞钢建厂之初就属于国防军工企业，自1978年投产以来一直致力于军工用钢的开发和生产，其生产的军工钢已用于制造我国各型号的主战坦克和装甲车，为国防军工事业做出了重要贡献。

据悉，苏美等国家用含镍铬的钢制造坦克的前装甲和炮塔。中国缺铬少镍，早期经钢铁研究院、六一七厂等单位共同研究，利用中国富有的稀土资源，开发出性能合格的含稀土合金钢。由鞍钢、武钢等企业成批生产的603钢板，于1979年、1984年分别获得国家银质奖和金质奖，国产一代、二代主战坦克就采用了这种装甲板。

高速柴油机曲轴用钢，是制造坦克的另一种关键材料，质量要求极严，不能有撕裂状断口，冲击值也不能低。齐钢、太钢、大冶特钢在研制中，改平炉冶炼为电炉和电渣双联冶炼，冶炼时喷射稀土粉，浇铸时加大锭型，轧制时加大压下量，使疲劳强度提高，满足了坦克快速奔驰、冲破各种障碍物的性能要求。

舰艇用钢

”七五“和”八五“ 期间，国家重点科技攻关项目”核潜艇耐压壳体用980钢及应用研究“课题，成功研发出当时国内强度最高、韧性最好、厚度规格跨度最大的潜艇用钢，钢的综合性能达到了国际先进水平，已成功用于我国海军新一代核潜艇的建造。该项目在1994年分别获得冶金部和中船总公司科技进步奖一等奖， 1996年获得国家科技进步奖二等奖。”九五“期间，国家军品配套重点科技攻关项目”390兆帕级连铸907A钢“的研制，在2003年获得国防科工委科技进步奖二等奖。如今，连铸907A钢已成功用于我国海军20多条常规潜艇和核潜艇的建造，并用于新一代护卫舰建造。

据悉，制造水面舰艇需用的300多种钢材主要是钢板。中国钢企早期利用国内富有的钒、钛、锰等元素替代镍、铬，生产出的低合金钢板，在耐压、抗弯强度方面能满足使用要求，各项技术性能已接近国际水平，并在鞍钢、太钢、武钢、重钢、上钢三厂，按分工生产出大量的舰艇钢板。在满足普通舰船钢板的需要以后，这些钢厂又为制造导弹驱逐舰、鱼雷、导弹快艇和扫雷艇研制出多种新钢种，如低磁钢及其他配套材料，使各类水面舰艇制造所需钢材，立足于国内，适应我国海军对水面舰艇的要求。

制造潜水艇壳体钢板的耐压性能要求比水面舰艇更高。鞍钢和钢铁研究院为了把钢板的屈服强度提高到60千克/平方毫米以上，用鞍钢当时新制的压力淬火机，成功轧出了韧性合格的舰艇用钢。

80千克级耐压钢板是可以潜水600米的打捞、深潜救生艇和深水潜艇壳体用的钢铁材料，从1965年开始，先后由钢铁研究院、鞍钢、抚顺钢厂、上钢三厂、上钢八厂、舞钢等单位共同研制开发成功。1980年5月18日，中国在南太平洋海域发射运程火箭的过程中，用上述材料装备的深潜救生艇顺利完成了打捞、测试任务。该项目在1982年荣获冶金部重大科技成果奖。

为制造核潜艇，我国曾先后研制出600多种新型材料。如：具有高强度、高韧性和良好抗爆性能的核潜艇壳体钢板，核潜艇核动力堆用的锆管；又如潜望镜管和无线用材及其他各种专用材料，以及反应堆压力壳用钢管等。它们的试制成功，保证了中国第一艘核潜艇于1974年4月8日胜利下水。

飞机用钢

2011年1月14日，北京人民大会堂，掌声如潮，我国著名材料科学家、两院院士师昌绪接过2010年度国家最高科学技术奖的大红奖状。在全场目光和镜头的聚焦下，这位91岁的老人笑得平静而坦然。

高温合金是航空发动机的核心材料。上世纪60年代，我国战机发动机急需高性能的高温合金叶片，师昌绪率队与抚顺钢厂共同攻关研制的铸造九孔高温合金涡轮叶片，解决了一系列技术难题，使我国航空发动机涡轮叶片由锻造到铸造、由实心到空心迈上两个新台阶。我国也成为继美国之后第二个自主开发这一关键材料技术的国家。迄今为止，铸造九孔高温合金涡轮叶片已大量应用于我国战机发动机，这一技术于1985年获国家科技进步奖一等奖。

2008年，中国航空工业供销总公司向大冶特钢赠送了战斗机模型和奖牌，认为该钢厂在我国”飞豹“和歼-10战斗机等国防重点工程配套中，质量过硬，保障有力，为我国航空事业做出了巨大贡献。大冶特钢的斯贝等新型发动机涡轮盘、压气盘、叶片用钢成功应用于”飞豹“和歼-10战斗机、轰炸机、强击机、直升机等核心部件制作，为我国空军新一代机型提供了关键部件配套原材料。

据悉，上世纪50年代以来，我国先后研制的万余架各种类型的轰炸机、歼击机、运输机使用的各种材料基本上均由国内生产供应。到上世纪80年代中期，钢铁部门研制生产的80多种高温合金材料，满足了生产各类飞机的需要，并有了一定的技术储备。

航天用钢

2016年10月17日，神舟十一号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。攀长特等钢厂研制的产品成功应用于神舟十一号飞船。在载人航天工程实施过程中，从神舟一号到神舟十一号，从天宫一号到天宫二号，每一次升空，都离不开国产特钢产品的助力。

据悉，航天工业包括火箭、弹道导弹、卫星、宇宙飞船等尖端科学技术装备，需要数千种金属材料和其他新型材料。冶金部从1958年开始到1960年即取得一批科研成果。经过几十年的不懈努力，许多工厂、车间或专用生产线生产了众多航天工业用材料，保证了国家航天工业的发展，如石墨舵体材料、超薄壁不锈钢无缝钢管、超低温不锈钢、卫星消旋钮件轴承钢等。喷涂器面板于1986年7月份获国家发明二等奖，远程固体火箭用喉衬获国家发明二等奖，远程第一、二级火箭壳体用钢板获国家发明三等奖。1983年，钢铁研究总院、包头冶金研究所等单位利用稀土资源研制成功钕铁硼永磁合金，作为第三代稀土永磁合金，性能达到国际先进水平，价格则比原来使用的永磁材料降低一半以上。从上世纪60年代到80年代中期，冶金部系统研制生产的精密合金就增加到150个牌号、3000多种规格。

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