航母用的特种钢是相当难做，目前只有少数几个国家可以制造。印度的“国产航母”之所以拖了那么久没造好，其中一个原因就是因为其所用的特种钢要么是产量不足，要么是美俄等国家禁止出口或者少量出口。正所谓物以稀为贵，航母上的一颗螺丝钉换一辆名车所言非虚。

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。

钢在900℃下进行首次热处理，以便在材料淬火前奥氏体化。淬火过程的快速冷却产生了非常硬的马氏体组织。马氏体组织不能直接产生，只能在大约650℃下回火，以降低整体硬度，回火后形成马氏体或者贝氏体组织。

焊接件的最终微观结构将直接与材料的成分和所经受的热循环直接相关，这将在基底材料、热影响区和熔合区上发生变化。材料的微观结构将直接与材料或者焊接件的机械性能、焊接性和使用寿命，性能相关。在使用HY-80钢时，合金元素、焊接程序和焊接件设计都需要协调和考虑。另一种特种钢HY-130还包括钒作为合金元素。

而特种钢的合金含量将根据板材的厚度略有变化。由于连接接头中应力集中度的增加，增加焊接性挑战，厚板在其成分合金范围内将受到更大的限制。而碳是控制材料的峰值硬度，是奥氏体稳定剂，这是马氏体形成所必需的。HY-80易形成马氏体，马氏体的峰值硬度与碳含量有关。镍可以增加HY-80的韧性和延展性，同时也是奥氏体稳定剂。锰可以清除钢中的杂质（最常用于清除硫化物），并形成针状铁氧体成核所必需的氧化物。HY-80钢中需要针状铁素体，因为它能提高优良的屈服强度和韧性。硅氧化物前体，用于清洁针状铁氧体并提供成核点。铬是铁氧体稳定剂，可以与碳结合形成铬碳化物，以提高材料的强度。制造特种钢的难度之一就是这些合金含量的添加份量要拿捏得很好，这需要精密的机器制造工艺。

只有采取适当的预防措施，才能避免潜在的焊接性问题，由于HY-80是一种可硬化钢，因此造成了人们对在熔合区和热影响区中形成未回火马氏体的担忧。焊接过程会产生陡峭的温度梯度和快速冷却，这会形成未回火马氏体，因此必须采取预防措施避免这个过程，需要把握温度的变化和回火时机。使焊接性问题更加复杂的是，HY-80钢在海军用厚板或大型焊接件中的普遍应用。这些厚板、大型焊接件和严格的使用环境都会由于焊接接头处的内部和外部应力集中而带来额外的风险。

氢致开裂或氢辅助开裂，是HY-80钢必须解决的一个实际焊接性问题。氢脆即在港内形成小裂缝或者气泡，而且在HY-80的所有制造环境下都容易发生氢脆，可能发生在熔合区或热影响区，因为在这些区域都容易形成马氏体，因此存在氢脆的风险。熔合区的氢致开裂或氢辅助开裂，可通过使用适当的填充金属来解决，而热影响区的氢致开裂或氢辅助开裂，则必须通过预热和焊接程序来解决。因此焊接HY-80钢时，始终建议采用低氢操作。

由于未回火马氏体的形成，不可能对HY-80进行自熔焊接。需要使用填充金属，引入合金材料，以形成氧化物，从而促进针状铁素体的形核。但热影响区仍然是一个问题，必须通过适当的预热和焊接程序来控制冷却速率。在热影响区，缓慢的冷却速度和快速的冷却速度一样有害，快速冷却会形成未回火马氏体。而且由于高预热或预热和焊接程序的高热量输入的组合导致的冷却速度非常慢，可能会由于热影响区中形成的高碳浓度而产生非常脆的马氏体。

只能采取预热，让扩散氢扩散并降低冷却温度的变化梯度。较慢的冷却速度将降低马氏体形成的可能性。如果预热温度不够高，冷却温度梯度将太陡，这将产生脆性焊缝。而多道焊需要最低和最高焊道间温度，以保持屈服强度和防止开裂。预热和焊道间温度将取决于材料的厚度。

一般采用AWS-1-1焊丝焊接。ER100S-1具有较低的碳和镍含量，有助于在前面提到的焊接过程中起稀释作用。填充金属的一个重要作用是使针状铁素体形核。针状铁素体是在氧化物的存在下形成的，填充金属的成分可以增加这些临界形核点的形成。但HY-130的焊接被认为更困难，因为很难获得能够提供类似性能的填充材料。

焊接工艺的选择会对受焊接影响的区域产生重大影响。热输入可以改变热影响区和熔合区的显微组织，焊缝金属和热影响区韧性是HY-80焊接件的关键要求。在选择工艺时，必须考虑焊件的整体性，因为厚板通常需要多道焊，而附加焊道可能会改变先前熔敷的焊接金属。不同的方法手工电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、埋弧焊，可以对材料的断裂韧性产生显著影响，以埋弧焊为例，由于其通常具有较高的热输入特性，因此可以对以前的焊道进行回火。换句话说，工人的技艺对特种钢的焊接成败有关键影响，如果没有积累足够的高级技术人才，很容易就在焊接这关跪了。

HY-80焊件的详细硬度曲线随不同工艺而变化（梯度变化很大），但不同工艺之间的硬度峰值保持不变。这对热影响区和焊接金属都适用。

鉴于母材和焊缝复合区之间的成分差异，可以合理地预计，由于不均匀的膨胀和收缩，可能会产生潜在的变形。这种机械效应会导致残余应力，导致焊接后立即出现各种故障，或在负载下工作时出现故障。在HY-80钢中，变形程度与焊接热输入水平成正比，热输入越高，变形水平越高。

HY-80钢的检测可分为破坏性和非破坏性两大类。可以进行通过各种破坏性试验得出结果，无损检测包括许多技术或方法：目视检查、X射线检测、超声波检测、磁粉检测和涡流检测。而一旦被检测是破坏性损伤，则前功尽弃，需要回炉重造。

而且制造特种钢的不同器材都由不同的跨国公司制造，比如HY-80的锻钢由美国安赛乐米塔尔公司生产，HY-80的锻件和铸件由谢菲尔德锻造大师生产，HY80的铸件由英国的古德温铸钢公司生产。由于这种特种钢的全球化分工都集中在以英美为主的国家，而且他们都是穿同一条裤子的，更容易形成技术壁垒，也更容易对特种钢的核心技术形成卡脖子，这不是有钱就能买到的，你要么在产业链上实现技术突破，自给自足，要么只能加入他们的朋友圈，才能获得关爱的眼神。在特种钢的制造上，能用钱解决的都不是问题，但是这不是一句造不如买就能解决的。