什么是HY100型钢材?( 二 ) _美国HY——100特种钢有什么好处？

目前航母用的特种钢大概是从英国，德国，美国的特种钢发展和完善。英国海军使用的高强度钢HT是一种造船和轻装甲钢，并在一战结束时使用。HT钢是一种含有少量镍的碳钢，它可以使其硬化到更高的水平而不会开裂，即韧性很大。直到1945年左右，杜克父子研发了杜克钢，这种钢一般只含有锰和硅作为合金元素。类似的钢还有德国的低百分比的镍钢，和美国的高强度钢HTS，其使用铬、钒和钼的更复杂的合金。

英国皇家海军1927年建成的纳尔逊级和罗德尼号战列舰使用的杜克钢来减轻重量，但是这种钢在遭遇炮击时会造成钢体结构的损坏。后来它被用于英国最后一艘战舰乔治国王V级战舰的反鱼雷系统设计实践。其内部船体和鱼雷舱壁，内部甲板由杜克钢制成，这是高强度钢的一种超强形式。

由于日本在一战中是同盟国，日本海军的建造起初得到了英国大量的技术支持，其使用的由钢是由维克斯、阿姆斯特朗·惠特沃斯和三井合作建造的。最上级重巡洋舰最初设计为全焊接的杜克钢舱壁，然后焊接到船体上。船体结构部分使用的电焊引起的故障导致变形，主炮塔无法正常训练。另外两个被重新设计，它们是用铆接结构重新建造的。后来日军的加贺号，飞鹰号，翔鹤号，信浓号航母等军舰都是采用杜克钢进行建造。

而意大利海军在军舰的鱼雷防御系统中使用了与杜克钢相似的钢材。这种水下“凸出”系统被引入意大利利托里奥级战列舰，以及完全重建的意大利战舰“凯奥·杜伊利奥”号和“孔蒂·迪卡沃”级战列舰。船舷内侧由一层28-40mm厚的硅锰高强度钢组成，称为ER钢。

1970年一份关于杜克W30钢的制造报告发现，除非在675摄氏度的足够温度下进行焊后热处理，否则焊缝中会出现热影响区脆化现象。日本海军在二战前后期建造的大型战舰使用全焊接的杜克钢结构，让其这很快导致了类似最上级重巡洋舰的严重问题。而且在二战期间使用的鱼雷的威力甚至迅速超过了最好的装甲保护系统，鱼雷可以通过在船的龙骨下引爆而完全绕过保护系统，因此航母逐渐放弃了使用杜克钢建造，只在轻型装甲、公路桥梁和机车蒸汽锅炉和核反应堆的压力容器等民用领域使用。
在另外一个分支中，克虏伯军工厂生产的特种钢，于1910年左右研发。这种均质钢制造的表面硬化装甲有效降低了对保护体的高倾角攻击。卡内基钢铁公司开发了一种新的镍铬钒合金钢，尽管1914年以后钒不再使用，但它比以前的镍钢装甲提供了更好的保护。这种合金钢后来被克虏伯运用在军工方面后被称为“特殊处理钢” 。
特种钢被用作厚度小于102毫米的均质装甲，起初用于火炮底座和指挥塔的同质装甲，其厚度要大得多。它比任何类似装甲的平均韧性稍高一些，与而传统的装甲相比特种钢很昂贵，但美国可以负担得起，并奢侈地使用它，并且几乎在1930年到二战期间美国建造的每一级军舰上都使用它，其使用范围从从舱壁到碎片防护，从军舰的装甲甲板到较低的装甲带。
二战结束后，它成为美国海军建造和修理局（后称为船舶局）的镍钢的标准形式，用于需要均质直接冲击防护装甲的军舰的所有部分。美国船舶局进行了一项研究计划，以开发一种用于船舶和潜艇建造的高强度钢。在测试过程中，一种经过碳和镍改进并添加钼的特种钢变体，即所谓的“低碳特种钢”，融合了所有理想性能的最佳组合。低碳特种钢后来被用于青花鱼号潜艇和福里斯特尔号航母进行实践。
低碳特种钢后来发展成为另一种特种钢HY-80，HY-80最终成为冷战期间潜艇和航母建造的标准钢材，特别是美国核潜艇项目的耐压壳的开发，目前仍在许多海军应用中使用。它的使用价值在于它具有优越的强度重量比性能。
HY钢拥有抵抗永久性塑性变形的强度。HY-80附有HY-100和HY-130，其中80、100和130分别表示其屈服强度80000 psi、100000 psi和130000 psi 。HY-80和HY-100都是可焊接，但是，HY-130通常被认为是不可焊接的。现代钢铁制造方法能够精确控制HY钢加工过程中的时间和温度，使得制造成本更加经济。
HY-80具有良好的耐腐蚀性和良好的成形性，以提供可焊性。使用HY-80钢需要仔细考虑焊接工艺，填充金属选择和接头设计，以考虑微观结构变化、变形和应力集中。HY-80钢是以镍、铬、钼为合金元素的低碳低合金钢家族的成员，具有淬透性。尽管由于碳和合金含量的原因，钢的焊接性很好，但它确实面临一系列挑战。碳含量可以从0.12%到0.20 wt%（重量占比）之间，合金总含量高达8 wt% 。在HY钢的开发过程中，主要目的是制造一类具有优良屈服强度和整体韧性的钢，这些钢部分通过淬火和回火来实现。