科研进展

海洋用结构钛合金连接及防护技术取得新进展

来源: 时间:2020-09-07

  钛合金是舰船、海上油气勘探开发、滨海建筑与设施、海水淡化等建造的重要结构材料,近年来海洋专用结构钛合金日益受到重视。海工及海洋近岸设施使用时,需要关注钛合金的常温、低温及海洋环境下的化学-力学使役性能,这使钛合金在航空、航天等领域具备的“减重和高温性能”优势不复存在。海洋钛合金焊接成型及防护等技术在国内刚刚起步,制造方法落后、评价体系空白,既无法为设计、制造和应用单位提供可靠数据,又限制了钛合金在海工领域的进一步推广。 

  中乌焊接所钛合金团队依托中国-乌克兰巴顿焊接研究院平台,多年来一直从事钛合金连接新方法及成型技术研究,针对海洋专用的近α、双相和近β钛合金开发了系列电子束、激光、磁控窄间隙、等离子等高效自动化焊接技术及特种防护技术,充分认识了海洋环境下钛合金焊接相关的材料基础问题及安全理论问题。团队成员相关研究工作在国际权威期刊《Journal of Alloys and Compounds》、《Journal of Material Processing Technology》、《Vacuum》、《Metals and Materials International》等期刊发表。团队攻坚克难,成功实现了管、板类及曲面大型结构的焊接,达到了海工钛合金领域最高结构安全指标要求(“蛟龙号”耐压舱结构安全指标),最大可焊接厚度达120mm,相关技术申请自主知识产权专利多项(含美国专利1项) ,部分技术和服务实现了在相关企业和设计单位的推广应用,得到行业认可,支撑了中国工程院牵头的“国家海洋工程材料发展战略”规划中钛合金焊接成型部分战略的制定;团队经多年的积累和开拓,在海工钛合金相关的军民领域得到应用,并陆续得到军委科技委基础科研、装发重点基金和广东省海洋钛合金焊接人才团队等项目支持。 

  

独特的“跨尺度-跨结构”梯度功能防护材料,在钛合金表面沉积最高可达10GPa的超高硬度

 

120mm厚大尺度钛合金结构、高效焊接及性能调控技术  

  

  (省科学院中乌焊接所 张宇鹏/供稿) 

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