11月28日，“奮斗者”號全海深載人潛水器成功完成萬米海試勝利返航。記者今天從中國科學院金屬研究所獲悉，該所鈦合金團隊采用自主發明的“鈦戰甲”——Ti62A鈦合金新材料，為“奮斗者”號建造了世界最大、搭載人數最多的潛水器載人艙球殼。
此前海試現場圖。中科院供圖
“奮斗者”號載人潛水器要走向深海，首當其沖的就是海水帶來的高壓，以及高腐蝕帶來的極端環境。
有這樣一個比喻：馬里亞納海溝最深處，水壓超過110兆帕，相當于2000頭非洲象踩在一個人的背上。
“奮斗者”號全海深載人潛水器載人艙項目負責人、中國科學院金屬研究所研究員楊銳告訴記者，如此高壓，意味著“奮斗者”號的抗壓材料、結構設計等都面臨嚴峻挑戰。
載人艙是全海深載人潛水器的核心部件，是人類進入萬米深海的硬件保障和安全屏障。此前，世界上最先進的全海深潛水器，是美國2019年5月完成萬米下潛的“極限因子”，其載人艙可搭載2人。
這一次，我國要嘗試的是萬米深海，而且搭載3人，原有的材料已顯得非常“吃力”。楊銳說，在萬米海深的極端壓力條件下，按照載人艙的目標尺寸和厚度要求，原有的材料在強度、韌性等指標上都已不能達標。
“奮斗者”號載人艙完成電子束焊接。中國科學院金屬研究所供圖
2014年起，我國開始在載人艙方面的論證和預先研究。
據楊銳介紹，中科院金屬所科研團隊第一次提出一種新型的合金設計方案，并據此設計實現了一種全新的鈦合金顯微結構，在此基礎上發明了一種具有良好熱加工成形和焊接成形性能的鈦合金。
“我們當時遇到一個問題：如果要搭載3人，載人艙鈦合金的厚度一下從52毫米變成了130毫米，材料強度也要大幅度提高，但強度和韌性往往是互相矛盾的。”楊銳說。
比如，陶瓷的強度非常高，但韌性差；塑料的韌性高，但強度又太低；比鈦合金強度高的材料有很多，但無法進行焊接。
“從一篇文獻中我們受到啟發——可以去除材料里的有害相啊！”楊銳說，“那是一種豁然開朗的感覺！”
興奮之余，整個研制團隊沒能顧上休息，又花費2年多的時間，拿下這一項目，成功建造世界最大、可搭載3人的全海深載人艙。
今天，“奮斗者”成功凱旋，意味著國產新型鈦合金材料“不辱使命”，成功應對萬米深海的高壓和沖擊。
陜公網安備 61030502000103號 
