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舰船结构钢及配套材料与工艺

    简介:
  自1961年建所以来,针对我国各型舰船结构设计、建造、服役和维护不同阶段的技术需求,承担和参与了所有舰船结构钢及配套材料的研制和应用研究,承担了大量配套工艺开发、船体结构失效分析与修复、型号配建等技术工作,满足了我国舰船型号的建设需求,确保了舰船服役的安全可靠,并为海军型号发展提供了技术保障。经过五十余年的不断发展,形成了较为完备的船体结构钢及配套材料与工艺研发条件,建立了完善的结构钢材料及工艺应用评价体系,培养了一支理论基础扎实、实践经验丰富的科研人才队伍。

    1.结构钢及配套焊接材料研制

    主要研究方向:

     舰船结构钢研制

    针对舰船发展需求,利用真空重熔炉、Gleeble 3500热/力模拟试验机等设备,研发新型高强度、高韧性易焊接钢及低磁钢等。

     特种铸钢研制

    针对舰船发展需求,利用真空重熔炉、Gleeble3500热/力模拟试验机等设备,研发高强度、高韧性、可焊接铸钢。

     特种锻钢研制

    针对舰船发展需求,利用真空重熔炉、Gleeble3500热/力模拟试验机等设备,研发高强度、高韧性、可焊接锻钢。

     焊接材料研制

    针对舰船及海洋工程发展需求,利用真空重熔炉、高温熔渣粘度测量仪、G4 PHOENIX扩散氢分析仪等设备,研发配套的高强度电焊条、实芯气保焊丝、药芯气保焊丝、埋弧焊丝及焊剂等焊接材料。

    2.结构钢等材料配套工艺开发研究

    主要研究方向:

     冷热加工工艺开发

    针对海洋工程用钢、舰船结构钢及其配套型钢、铸钢、锻钢,开发配套的冷热成型工艺以及各种热处理工艺。

     焊接工艺开发

    ①先进电弧焊工艺开发

    针对舰船结构钢,开发配套的手工焊、气体保护焊、埋弧焊、窄间隙TIG焊、CMT、气电立焊等电弧焊工艺。

    ②激光焊接工艺开发

    针对舰船结构钢及钛合金、铝合金等材料,利用激光-电弧复合智能焊接系统、焊接质量在线检测设备、焊缝跟踪器等设备,开发激光自熔焊、激光填丝(热/冷)焊、激光-电弧复合焊等工艺。

     增材制造及修复工艺开发

    针对舰船结构钢及钛合金、铝合金等材料,利用多功能激光加工系统、90°折转激光加工头等设备,开发激光/电弧增材制造(3D打印)工艺,以及关键零部件的增材修复及表面强化工艺。

    3.结构钢及配套材料应用研究

    主要研究方向:

     材料基本特性表征

    主要包括材料的静态和动态应力-应变特性、材料受力过程中应变场演化特性、相变行为、热物理参数、腐蚀参数、断裂参量、疲劳参量等方面的研究。

     工程应用性能评价

    主要开展材料的静强度、抗断性能、止裂性能、耐疲劳性能、耐腐蚀性能、焊接性以及冷热加工工艺适应性等方面的应用性能评价。

     失效分析

    针对船体结构腐蚀、疲劳、断裂等各种失效行为,开展失效原因与机理分析。

    4.结构钢及配套材料与工艺虚拟设计研究

    主要研究方向:

     材料设计计算

    主要包括材料电子结构、组织结构、相图、热力学、氢扩散等材料设计计算。

     成型工艺仿真

    主要包括焊接、铸造、锻压、热处理等成型工艺仿真计算。

     性能仿真计算

    主要包括静强度、冲击性能、抗爆性、疲劳性能等数值计算。

     数据库开发

    主要包括船体结构钢材料与工艺数据库开发等。