这些材料厉害了,下潜万米又回来了

2020-12-09 13:39:20 材料牛         人气: 3951

11月28日,刚刚完成万米深潜的“奋斗者”号潜水器胜利返航。它创造了中国载人深潜新纪录——10909米,也使我国也成为世界上第二个实现万米载人深潜的国家。

“奋斗者”号潜入深海(图片/中科院科学传播局)

而此次“奋斗者”能够下得去回得来,背后的材料科学家们做出了卓越的贡献。

钛合金

本次“奋斗者”号的载人舱球形的“外壳”由中国科学院金属研究所牵头研制,解决了材料、成形、焊接等一系列问题。

2019年5月,完成万米深潜的美国潜水器“极限因子”其载人舱可搭载2人,而本次“奋斗者”号可以搭载3人,这就意味着直径就必须加大,体积也会大大增加。据项目负责人、中国科学院金属研究所研究员杨锐介绍,载人舱钛合金的厚度一下从52毫米变成了130毫米,材料强度也要大幅度提高,以往深潜器使用Ti64已不能满足需求。

为此金属所提出一种新型的合金设计方案,并据此设计实现了一种全新的钛合金显微结构,在此基础上发明了具有良好热加工成形和焊接成形性能的钛合金Ti62A,在韧性和可焊性与Ti64合金相当的前提下大幅度提升了强度,从而成功解决了载人舱球壳的材料难题。

钛合金材料存在固有的“尺寸效应”,即尺寸和厚度越大,其均匀性和力学性能稳定越难以保证。金属所通过设计材料微观组织及其获取工艺,成功克服了钛合金的“尺寸效应”,为实现载人球舱材料微观组织均匀和力学性能稳定奠定了技术基础。宝钛股份制备出高品质铸锭、高质量板材和高精度半球,创造了国内钛合金铸锭重量、板材厚度和锻件截面尺寸等多项纪录。