奋进号"载人舱球壳"钛"是强大的
二十八号,"奋进号"成功地完成了一万米的海上试验,成功地返回到了深海载人潜水器上,值得一提的是,它的载人舱球壳可以容纳三人,是目前世界上最大、人口最多的潜水器。
载人舱作为深海载人潜水器的核心部件,是人类进入深海的硬件保障和安全屏障。此前,世界上最先进的深海潜水器是美国在2019年5月完成10000米潜水器的"极限因子",载人舱可搭载两人。
奋进"载人舱球壳采用中国科学院金属研究所钛合金组发明的Ti62A钛合金新材料,经过三年的发展,克服了载人舱室材料、成形、焊接等一系列关键技术瓶颈。
据报道,在过去,深海潜水器主要采用Ti 64材料,这种材料的强度、韧性等指标不能满足载人舱在水深10000米的极端压力下的目标尺寸和厚度要求。
针对这种情况,中科院金属研究所提出了一种新的合金设计方案,设计并实现了钛合金的新组织,研制了具有良好热加工成形和焊接成形性能的钛合金Ti62A,其韧性和可焊性与Ti64合金相似,但强度较高。
此外,钛合金材料中还存在着"尺寸效应",尺寸和厚度越大,就越难保证材料的均匀性和力学性能的稳定性。为了解决大尺寸和超高厚度钛合金材料形成均匀性和力学性能稳定性的问题,中国科学院金属研究所通过设计材料的组织结构和获取工艺,成功地克服了"尺寸效应"。
载人球舱采用两个半球焊接,多个窗口和界面也必须通过焊接完成。保证焊接位置的韧性,实现超大尺寸厚材料全电子束的一次焊接,是世界性的难题。中科院金属研究所提出了新的焊接理念,并与中国船舶重工集团洛阳船舶材料研究所共同突破了一系列焊接成形技术。
在"强大"载人舱壳等一系列新技术的支持下,"企业家"于2020年10月10日前往马里亚纳海沟进行了1万米海试,成功完成了13名潜水员的测试,其中8名潜水员超过了1万米。11月10日08:12,"奋进号"在中国载人深潜10909米的历史上创造了新的纪录,标志着世界深度载人深潜领域的领先水平。