鈦板廠家談未來船舶制造用金屬材料呈現(xiàn)的10大特點

在現(xiàn)代船舶發(fā)展過程中，美、俄(蘇)、英、德、法、日等船舶強國，均將材料技術發(fā)展視作船舶發(fā)展的基礎和先導，對材料技術發(fā)展給予了高度重視，不僅在不同的發(fā)展時期從船舶材料技術發(fā)展的頂層研究，制定了發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，投入大量人力、財力持續(xù)開展基礎材料技術、新興材料技術的研發(fā)和前沿技術的探索，而且非常注重試驗驗證平臺(包括試驗潛艇)的建設。伴隨著船舶發(fā)展，經(jīng)過不斷創(chuàng)新，與時俱進，人們不僅研制了滿足船舶各發(fā)展時期所需的各種材料，而且已形成很強的材料技術的研究、生產(chǎn)能力和完整的門類齊全的配套體系，建立起了較完善的船舶材料體系和船舶材料技術的基本理論、方法、工藝等。著眼于當前船舶材料技術的發(fā)展狀況，立足于21世紀前期(2035年前)的高新技術發(fā)展，可以預見，21世紀前期船舶材料技術的發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)出高、復、鈦、穩(wěn)、防、有、無、前、用、低等10大特征。

一、“高”——船舶船體鋼材仍向高性能化發(fā)展

船舶結構鋼未來的發(fā)展趨向主要為：

1.仍將高性能化作為追求的主要發(fā)展方向，注重提高鋼材的整體性能，包括強度、塑性、韌性、抗爆性能、抗脆性破壞、耐海水腐蝕、抗疲勞特性等。

2.極其注重冷熱加工、焊接等工藝性能的研究，將改善結構鋼工藝性能作為今后重要的發(fā)展方向。

3.注重高強度結構鋼配方設計、制備應用技術的理論和方法的研究、完善。

4.在注重高性能化發(fā)展的同時，追求低成本的經(jīng)濟性能等。

二、“復”——研發(fā)高性能多功能復合材料的趨勢方興未艾

船舶復合材料技術未來發(fā)展的趨向主要為：

1.研發(fā)低成本/高性能化的復合材料及其產(chǎn)品是未來的主要發(fā)展趨勢。

2.由單純承載結構型復合材料向多功能型復合材料（兼具結構型、隔聲、吸聲、阻尼、雷達隱身等特性）發(fā)展。

3.船舶復合材料結構和構件的壽命一般要求長達20年以上，研發(fā)復合材料結構健康監(jiān)測和修補技術，以保證其長期安全可靠，是未來發(fā)展的重要方向。

4.注重研發(fā)復合材料部件之間及其與鋼結構之間的方便、可靠的連接技術等。

三、“鈦”——高性能鈦合金的研發(fā)與推廣應用勢在必行

未來船舶防護材料技術的主要發(fā)展趨勢為：

1.在繼續(xù)提高或保持鈦合金現(xiàn)有特性的同時，應將降低鈦合金及其產(chǎn)品的制造成本作為未來發(fā)展的重要方向。

 2.開展施工方便、安全、可靠的鈦合金焊接及制造(彎曲、成型等)工藝等技術研究是未來發(fā)展的又一重要方向。

3.注重在船舶研制中進一步推廣應用鈦合金及其產(chǎn)品。

4.進一步完善鈦合金材料體系，繼續(xù)研發(fā)、拓展船用鈦合金產(chǎn)品系列等。

四、“隱”——仍將研發(fā)高性能隱身材料列為重要發(fā)展方向

未來隱身材料技術發(fā)展的主要方向為：

1.綜合化、高性能化是未來船舶隱身材料技術發(fā)展的主要方向。

2.適應主動振動噪聲控制元器件需求的隱身材料技術研究。

3.具有低頻消聲和去耦作用的聲學覆蓋層(含消聲瓦)的材料技術研究。

4.聲隱身、尾跡隱身等前沿技術研究。

5.新型隱身材料制備與應用(含檢測、施工工藝)技術研究等。

五、“防”——船舶防護材料以環(huán)保高壽命為重點正蓄勢待發(fā)

未來船舶防護材料技術的主要發(fā)展趨勢為：

1.以高性能防護材料(如金屬合金、納米材料、生物仿生材料等)替代單一防護功能材料為發(fā)展方向，力爭一材多用，一材足用。

2.艦艇易腐蝕和污損部位(如海水管系、上層建筑、緊固件、液艙等)的腐蝕和污損特性、機理及涂層防護技術的研究，將能有的放矢、因地制宜、因材施用地解決不同部位的防護難題。

3.鑒于新的國際海洋法的需求，以及海洋環(huán)境污染的嚴峻形勢，防護材料技術的發(fā)展過程中，在加強防護性能的同時，以追求環(huán)保、經(jīng)濟性為重要指標。

4.應加強研究船舶的全壽期最佳防護技術方案，并注重對防護效果進行有效監(jiān)控與合理預測。

5.注重防滑、耐高溫密封防漏、艙室高性能環(huán)保性裝飾等船舶用特殊材料技術的研發(fā)和應用等。

六、“有”——船舶用有色金屬材料仍需加強推廣應用

未來船舶用有色金屬材料技術的主要發(fā)展趨勢為：

1.鋁合金。開展高強度耐腐蝕鋁合金材料的研究，以滿足新一代航空母艦大量減輕重量、提高結構的疲勞強度等需求；同時，開展鋁合金結構可靠性研究，以提高高速鋁質(zhì)船的結構設計、操縱和維護能力。

2.銅合金。研制更高流速極限的船舶用銅質(zhì)管系(目前通常為3m/s)，以解決目前紫銅或B10鎳銅合金耐海水沖刷腐蝕性能或耐含砂海水腐蝕性能差的問題。

3.鎂合金。開展鎂包鋅型、鎂包鋁型復合犧牲陽極的研究，對鋼結構實施長期、穩(wěn)定的保護。

七、“無”——開辟無機材料在船舶裝備上應用的新領域

未來船舶用無機材料技術的主要發(fā)展趨勢為：

1.開展無機材料在復雜海洋環(huán)境中的工作性能和腐蝕作用規(guī)律研究，提高環(huán)境適應性，提高防火、保溫、吸振、防腐等特殊性能。

2.開展高強輕質(zhì)海工混凝土制備、生產(chǎn)及應用技術的研究，進一步促進類似海工建筑物的發(fā)展和應用，如離岸混凝土鉆采平臺及儲運平臺、躉船、浮船塢、起重船等工程船舶。

3.研發(fā)具有優(yōu)良綜合性能(如工藝性、保溫隔熱、防火、防腐、經(jīng)濟性)的船舶內(nèi)裝飾材料。

八、“前”——船舶材料前沿技術呈現(xiàn)百花齊放的發(fā)展趨勢

未來船舶前沿材料技術的發(fā)展主要呈現(xiàn)如下趨勢：

1.自主創(chuàng)新、“奇思妙想”，提出新穎的前沿材料技術項目，并下功夫攻克技術難點，取得創(chuàng)新突破，發(fā)揮前沿材料技術獨特的優(yōu)勢，從而給船舶裝備性能帶來顯著的提升。如壓電阻尼新型減振材料技術、智能可見光隱身材料技術、潛艇液體隱身衣材料技術、納米材料技術等前沿材料技術。

2.加強船舶裝備對材料技術發(fā)展的需求探索，為研發(fā)新型材料技術提供思路和方法；加強對新材料原理、方法、設計及制造技術的研究，為上船使用做好技術儲備。

3.加強新材料新工藝的應用技術研究，必要時可通過條件保障設施開展陸上演示驗證，或在其他非船舶行業(yè)開展應用探索，從中積累經(jīng)驗，完善技術，給艦艇裝備一次性成功使用新興材料奠定基礎等。

九、“用”——加強材料應用技術的研究不可或缺

未來船舶材料應用技術的發(fā)展趨勢主要有：

1.開展面向應用對象的材料技術研究，使任何一項材料技術的研制有據(jù)可循，任何一項材料技術的應用有需求空間，這對推進新材料和新技術的研發(fā)與應用，具有重要意義。

2.開展新型船舶材料應用技術研究與試驗驗證，通過先進的材料應用技術與優(yōu)良的實驗驗證結果，推動新材料的發(fā)展與應用。

3.開展新型船舶材料實船應用與推廣研究，通過實船應用驗證其上船效果，尋求契機進行推廣應用等。

十、“低”——船舶材料技術一如既往向低成本化的方向發(fā)展

未來船舶材料技術低成本化的發(fā)展趨勢主要為：

1.研究、建立一套較為完善的、可滿足工程實際應用的衡量、評估船舶材料經(jīng)濟性的基礎理論、指標體系。

2.船舶材料經(jīng)濟性評估(計算)方法研究。

3.船舶材料經(jīng)濟性設計指導性文件(標準)研究、編制等。