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艦船結構鋼及配套材料與工藝

    簡介:
  自1961年建所以來,針對我國各型艦船結構設計、建造、服役和維護不同階段的技術需求,承擔和參與了所有艦船結構鋼及配套材料的研制和應用研究,承擔了大量配套工藝開發、船體結構失效分析與修複、型號配建等技術工作,滿足了我國艦船型號的建設需求,確保了艦船服役的安全可靠,並爲海軍型號發展提供了技術保障。經過五十余年的不斷發展,形成了較爲完備的船體結構鋼及配套材料與工藝研發條件,建立了完善的結構鋼材料及工藝應用評價體系,培養了一支理論基礎紮實、實踐經驗豐富的科研人才隊伍。

    1.結構鋼及配套焊接材料研制

    主要研究方向:

     艦船結構鋼研制

    針對艦船發展需求,利用真空重熔爐、Gleeble 3500熱/力模擬試驗機等設備,研發新型高強度、高韌性易焊接鋼及低磁鋼等。

     特種鑄鋼研制

    針對艦船發展需求,利用真空重熔爐、Gleeble3500熱/力模擬試驗機等設備,研發高強度、高韌性、可焊接鑄鋼。

     特種鍛鋼研制

    針對艦船發展需求,利用真空重熔爐、Gleeble3500熱/力模擬試驗機等設備,研發高強度、高韌性、可焊接鍛鋼。

     焊接材料研制

    針對艦船及海洋工程發展需求,利用真空重熔爐、高溫熔渣粘度測量儀、G4 PHOENIX擴散氫分析儀等設備,研發配套的高強度電焊條、實芯氣保焊絲、藥芯氣保焊絲、埋弧焊絲及焊劑等焊接材料。

    2.結構鋼等材料配套工藝開發研究

    主要研究方向:

     冷熱加工工藝開發

    針對海洋工程用鋼、艦船結構鋼及其配套型鋼、鑄鋼、鍛鋼,開發配套的冷熱成型工藝以及各種熱處理工藝。

     焊接工藝開發

    ①先進電弧焊工藝開發

    針對艦船結構鋼,開發配套的手工焊、氣體保護焊、埋弧焊、窄間隙TIG焊、CMT、氣電立焊等電弧焊工藝。

    ②激光焊接工藝開發

    針對艦船結構鋼及钛合金、鋁合金等材料,利用激光-電弧複合智能焊接系統、焊接質量在線檢測設備、焊縫跟蹤器等設備,開發激光自熔焊、激光填絲(熱/冷)焊、激光-電弧複合焊等工藝。

     增材制造及修複工藝開發

    針對艦船結構鋼及钛合金、鋁合金等材料,利用多功能激光加工系統、90°折轉激光加工頭等設備,開發激光/電弧增材制造(3D打印)工藝,以及關鍵零部件的增材修複及表面強化工藝。

    3.結構鋼及配套材料應用研究

    主要研究方向:

     材料基本特性表征

    主要包括材料的靜態和動態應力-應變特性、材料受力過程中應變場演化特性、相變行爲、熱物理參數、腐蝕參數、斷裂參量、疲勞參量等方面的研究。

     工程應用性能評價

    主要開展材料的靜強度、抗斷性能、止裂性能、耐疲勞性能、耐腐蝕性能、焊接性以及冷熱加工工藝適應性等方面的應用性能評價。

     失效分析

    針對船體結構腐蝕、疲勞、斷裂等各種失效行爲,開展失效原因與機理分析。

    4.結構鋼及配套材料與工藝虛擬設計研究

    主要研究方向:

     材料設計計算

    主要包括材料電子結構、組織結構、相圖、熱力學、氫擴散等材料設計計算。

     成型工藝仿真

    主要包括焊接、鑄造、鍛壓、熱處理等成型工藝仿真計算。

     性能仿真計算

    主要包括靜強度、沖擊性能、抗爆性、疲勞性能等數值計算。

     數據庫開發

    主要包括船體結構鋼材料與工藝數據庫開發等。