王家怀医生 http://www.ksfences.com/fbbx/zswj/2855.html
中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度米，挑战了全球海洋最深处，目前全球有记录的，成功下潜到马里亚纳海沟的载人深潜器只有两部：一部是瑞典人皮卡德父子研制的的里雅斯特2号深潜器，该深潜器在年1月20日创造了潜入马里亚纳海沟米的记录，另外一部就是“奋斗者”号载人潜水器。在上天、入地、深潜3项极限探索中，深潜的难度毫不逊色于其他二者，海水腐蚀、海流的扰动、海洋生物的干扰、地磁的影响等，都给深海探测带来了极大挑战。除此之外，“奋斗者”号下潜的马里亚纳海沟一万米处，水压超过兆帕，相当于头非洲象踩在一个人的背上。而这就需要可以耐高压的外壳，耐压壳体材料的选用与潜水器的先进性和可靠性密切相关。可选用的材料有高强度钢、钛合金、高强度铝合金、复合材料、陶瓷材料、透明玻璃等。高强度钢的比强度高、价格适中，但其密度较大，造成整体重量偏重，影响大深度载人深潜器重量及浮力的控制。钛合金相对较轻（重量只有钢的60%）、强度高（可达到MPa以上）、低磁性、耐化学腐蚀、表面易产生坚固的纯态氧化膜，具有较好的机械性能。“奋斗号”潜水器耐压极厚，由钛合金制造，通过先进的焊接技术连为一体，抗压能力很强。这是中国自己研发锻造的。除此之外载人球舱是载人潜水器的最核心部件，其制造质量是潜航员生命安全的基本保障，也要由钛合金打造，随着潜水器下潜深度和球舱尺寸增大，研制难度成倍增加。这是一项涵盖高性能钛合金设计、超大厚度板材制备、半球整体冲压、大厚度钛合金电子束焊接等技术的跨领域系统性工程，载人舱要求重量轻、强度高、可焊接、耐腐蚀、抗疲劳、长寿命，而且可以在下潜和上浮的过程中，保持弹性变形，给潜航员提供安全的空间，可以说对材料的大规格制备能力和综合力学性能要求很高。钛合金加工非常难，钛合金由于金属性质比较活泼，在进行焊接作业时必须使用氩气作为保护气体覆盖焊点，或者使用真空电子焊的方式确保焊接可靠。“奋斗者”号的前辈“蛟龙号”钛合金舱，靠俄罗斯帮忙加工，俄罗斯深潜器很厉害，就是因为他们有这个大型锻压机，钛合金加工能力强。在此前，我国研制出不同强度级别的近α型船用耐蚀钛合金Ti75、Ti31、Ti-B19、Ti91、Ti70及Ti80。西北有色金属研究院研制的Ti75合金具有自主知识产权，与Ti31合金均具有良好的综合性能，并都已获得实际应用。此外，以宝鸡有色金属加工厂为主研制的Ti70和西北有色金属研究院研制的Ti91具有良好的中强高塑、冷加工性能、透声性能和可焊性。这些钛合金在船舶、潜艇、探潜器方面具有广泛的应用。但是在深海探测器上，对钛合金的性能要求更高，载人潜水器的耐压壳体是浮力的主要提供者，它的重量约占整个潜水器系统的1/5~1/4.在耐压壳结构设计中，要考虑工作深度、水动力特性、内部和外部布置、材料的可获得性、成本及制造工艺等因素，所以要掌握高强度钛合金球形耐压球壳的制造技术。年科技部立项后，金属所牵头，联合宝钛股份有限公司和中国船舶集团公司洛阳船舶材料研究所，发挥三家单位在材料、加工、焊接领域的技术优势，组建全海深钛合金载人舱研制国家队，解决了若干基础科学问题，，集成应用了多项钛合金材料技术和焊接加工技术，攻克了一系列关键技术瓶颈，填补了多项国、国际技术空白，整体水平处于国际领先地位，具有划时代意义。全海深载人潜水器是一个难度极高的工程装备，涉及设计技术、材料技术、密封技术、工艺技术、通信技术、安全技术、集成技术、试验技术等，每一项都是极限技术，并且必须高度安全可靠。“奋斗者”号的成功将推动着国内结构、水声、推进、液压、材料等方方面面的发展，充分证明我国在材料研究、控制、海洋学等领域的综合科技实力方面达到了世界一流水平，并可广泛地应用于船舶工程、海洋工程、工业装备、安全装备等。而这也标志着中国在钛合金加工锻造技术上取得了突破，“奋斗者”号的钛合金相关技术很容易转到潜艇研制上，促进我国开发出下潜深度更大、性能更稳定的潜艇。

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