奮進號"載人艙球殼"鈦"是強大的
二十八號,"奮進號"成功地完成了一萬米的海上試驗,成功地返回到了深海載人潛水器上,值得一提的是,它的載人艙球殼可以容納三人,是目前世界上最大、人口最多的潛水器。
載人艙作為深海載人潛水器的核心部件,是人類進入深海的硬件保障和安全屏障。此前,世界上最先進的深海潛水器是美國在2019年5月完成10000米潛水器的"極限因子",載人艙可搭載兩人。
奮進"載人艙球殼采用中國科學院金屬研究所鈦合金組發明的Ti62A鈦合金新材料,經過三年的發展,克服了載人艙室材料、成形、焊接等一系列關鍵技術瓶頸。
據報道,在過去,深海潛水器主要采用Ti 64材料,這種材料的強度、韌性等指標不能滿足載人艙在水深10000米的極端壓力下的目標尺寸和厚度要求。
針對這種情況,中科院金屬研究所提出了一種新的合金設計方案,設計并實現了鈦合金的新組織,研制了具有良好熱加工成形和焊接成形性能的鈦合金Ti62A,其韌性和可焊性與Ti64合金相似,但強度較高。
此外,鈦合金材料中還存在著"尺寸效應",尺寸和厚度越大,就越難保證材料的均勻性和力學性能的穩定性。為了解決大尺寸和超高厚度鈦合金材料形成均勻性和力學性能穩定性的問題,中國科學院金屬研究所通過設計材料的組織結構和獲取工藝,成功地克服了"尺寸效應"。
載人球艙采用兩個半球焊接,多個窗口和界面也必須通過焊接完成。保證焊接位置的韌性,實現超大尺寸厚材料全電子束的一次焊接,是世界性的難題。中科院金屬研究所提出了新的焊接理念,并與中國船舶重工集團洛陽船舶材料研究所共同突破了一系列焊接成形技術。
在"強大"載人艙殼等一系列新技術的支持下,"企業家"于2020年10月10日前往馬里亞納海溝進行了1萬米海試,成功完成了13名潛水員的測試,其中8名潛水員超過了1萬米。11月10日08:12,"奮進號"在中國載人深潛10909米的歷史上創造了新的紀錄,標志著世界深度載人深潛領域的領先水平。