现代军舰在海中高速行进,其动力传动的重要部件就是螺旋桨,螺旋桨犹如坦克的履带,长期在海水中浸泡,能出现各种微生物的腐蚀以及海水摩擦力的浸袭。因此,对于螺旋桨的材质,要求可是非常高的。那么,舰艇的螺旋桨通常采用什么材质的呢。
其实螺旋桨材质的选择也有一个比较长的历史。在第2次世界大战之前的军舰,由于吨位小,速度慢,因此螺旋桨设计的体积一般都不是很大,对于螺旋桨材质的要求也不是很高。通常要求螺旋桨的材料,有较好的抗海水腐蚀性和可塑切割性。因此,那时候通常采用的是黄铜锌锡合金来制作军舰的螺旋桨。但是随着军舰吨位和速度的不断增加,使用这种材质所制造的螺旋桨体积也随之增加,黄铜材质的抗拉强度和抗腐蚀,疲劳强度不高的弱点也逐渐暴露出来。为了解决这个问题,黄铜螺旋桨也就越造越厚,最后因为重量的增加而影响了舰艇速度的增加。这一材质逐渐被人类所淘汰。
那么现代军舰,尤其是例如我国航母这样大型舰艇上的螺旋桨又使用的是什么材质呢?。有人认为是不锈钢,因为不锈钢强度比较大,而且耐腐蚀性比较好。也有人认为是比较高大上的钛合金,不论从强度还是从抗腐蚀性以及重量上来看,该合金都是上上之选。不过,钛合金最好,在现实是焊接工艺并不成熟,而且加工成本非常高,现阶段用它来制造螺旋桨并不现实。至于不锈钢,强度倒是可以,但其刚性太高,螺旋桨要有一定的可塑性,刚性过高,容易形成应力集中导致断裂。此外,不锈钢在常温下也不容易切割成形,也是其不能作为螺旋桨才能使用的重要因素之一。现在大型舰艇使用的螺旋桨材料通常是镍铝青铜合金。为什么选择这种材质,主要有以下几个原因。
一方面,现代军舰的高速行驶,使得螺旋桨的转速要远远高于以前,在这种情况下,就避免不了空泡效应。螺旋桨在高速转动中,其周围的水流速度非常快,从而导致其静压强低于海水的汽化压强,这时候在液体中就会产生无数的小空泡,小空泡的破灭的同时,会对螺旋桨产生非常大的压强,时间长了螺旋桨表面就会形成坑坑洼洼的现象,对螺旋桨形成腐蚀。镍铝青铜合金的耐空泡腐蚀性,是黄铜合金的三倍,其强度也是黄铜合金的两倍,可以说性能十分优越。
因此,这种合金也就受到了军工设计者们的青睐。另一方面,螺旋桨设计需要,有很好的可塑切割性,而镍铝青铜合金在这方面表现也比较优越,加之该合金中的铜对于海洋微生物有灭杀作用,从而使其成为螺旋桨的首选材料。目前,在各国的大型军舰中,普遍使用的都是镍铝青铜合金材料,但是千万别小看这种材料的工艺,由于螺旋桨体积通常都比较大,这也带来了其加工难度的直线增加。因此,螺旋桨也不是一般国家能够制造的,也需要制造国有比较深厚的工业基础。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.