海洋工程材料与腐蚀控制创新团队获批二项国家级科研项目——海洋钛合金国家队重装启航

发布日期： 2022年12月09日 10:18 来源： 南方海洋实验室

近期，我实验室副主任、海洋工程材料与腐蚀控制创新团队首席科学家孙冬柏教授主持申报的“高强度钛/钢复合板轧制复合机理与技术基础研究（TMCE）”项目获得国家相关部门立项批复。同期，主要由我实验室海洋工程材料与腐蚀控制创新团队成员参与承担的“基于先进光源表征技术的海洋钛合金涂层熔覆组织调制与服役性能评价”2022年国家“大科学装置前沿研究”重点研发计划项目亦获得科技部资助批复。两个国家级项目的立项批复标志着创新团队所创立发展的钛钢复合材料多元化制备技术已成为国家重点发展方向。这两个项目的实施将首次实现钛钢复合技术从基础理论研究到工程化应用研究、从实验模拟到实海测试的全面覆盖，必将大力推动钛钢复合材料从面制备到体制造的跨越，强有力地支撑钛合金在海洋工程上的应用，为将海洋工程材料与腐蚀控制创新团队打造成为海洋钛合金国家队迈出了坚实的一步。

通过创新的工程化技术，将高耐蚀的钛合金与高强韧的钢铁进行复合，开发出高强韧、高耐蚀的钛钢复合材料，既可保障海洋工程装备具有高强度的同时还兼顾高耐蚀性能，又能大幅度降低钛合金工程应用成本，是提高海洋工程装备服役安全与寿命的主要技术路径。但是由于钛-铁间热物性差异大、互溶度低等引发的复合界面脆性相多、结合力弱等问题一直是制约钛钢复合材料工业化生产应用的核心关键科学技术问题。

海洋工程材料与腐蚀控制创新团队在孙冬柏教授的带领下，创新性地提出基于微小金属熔池在具有物理约束空间条件下的凝固遗传效应调控异质材料界面组织的新理论，依托同步辐射光源等国家重大科技基础设施破解钛合金涂层制备过程中钛铁脆性相的形成机理与调控机制重大难题，开发具有复杂表面结构钢铁部件表面钛合金涂层的制造工艺与评价技术体系，创建实海全剖面腐蚀试验技术方法，首次构建钛钢复合板的“模拟海水-实际海水-实海海域-极端海域”服役评价技术体系。

TMCE项目是通过复合界面原子互扩散热动力学机理、界面相变和组织结构演变规律及强韧化机制研究，系统地建立“热-力-电-超声”耦合的界面调控理论与技术，发展“钛钢热机复合工程（Titanium/Steel Thermomechanical Clad Engineering,Ti/Fe-TMCE）”，推动钛/钢复合板的原始创新和技术引领。通过创新波纹辊设计、钛/钢复合界面过渡层研发、“电-热-力”耦合轧制工艺优化和“电弧-超声”后处理复合技术开发与装置研制，实现具有高结合强度钛钢复合板的界面可调可控与规模化制造；并开展钛钢复合板在国家重大基础设施及重大工程装备上的示范性应用。

海洋工程材料与腐蚀控制创新团队由国际材料腐蚀知名专家、中山大学原常务副校长、实验室副主任孙冬柏教授领导，汇聚了一批包括北京科技大学、中科院金属研究所、西北工业大学、钢铁研究总院、湖南金天钛业等知名院校企业的顶尖学者；团队以建设海洋强国的重大战略需求为牵引，聚焦构建海洋钛合金应用全产业链技术体系，创新核心关键技术，打造海洋钛合金研发与应用“国家队”，支撑国家海工装备和国防设施的建设发展。

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