■据不锈钢及特种合金联盟 在全球船舶产业快速发展的背景下,经过不断创新,与时俱进,人们不仅研制了满足船舶各发展时期所需的各种材料,而且已形成很强的材料技术的研究、生产能力和完整的门类齐全的配套体系,建立起了较完善的船舶材料体系和船舶材料技术的基本理论、方法、工艺等。着眼于当前船舶材料技术的发展状况,可以预见,未来船舶材料技术的发展趋势将呈现出高、复、钛、稳、防、有、无、前、用、低等十大特征。
1.“高”--船舶船体钢材仍向高性能化发展。船舶结构钢未来仍将高性能化作为追求的主要发展方向,注重提高钢材的整体性能,包括强度、塑性、韧性、抗爆性能、抗脆性破坏、耐海水腐蚀、抗疲劳特性等。
2.“复”--研发高性能多功能复合材料的趋势方兴未艾。研发低成本/高性能化的复合材料及其产品是未来的主要发展趋势。由单纯承载结构型复合材料向多功能型复合材料(兼具结构型、隔声、吸声、阻尼、雷达隐身等特性)发展。船舶复合材料结构和构件的寿命一般要求长达20年以上,研发复合材料结构健康监测和修补技术,以保证其长期安全可靠,是未来发展的重要方向。
3.“钛”--高性能钛合金的研发与推广应用势在必行。在继续提高或保持钛合金现有特性的同时,应将降低钛合金及其产品的制造成本作为未来发展的重要方向。开展施工方便、安全、可靠的钛合金焊接及制造(弯曲、成型等)工艺等技术研究是未来发展的又一重要方向。
4.“隐”--仍将研发高性能隐身材料列为重要发展方向。综合化、高性能化是未来船舶隐身材料技术发展的主要方向。适应主动振动噪声控制元器件需求的隐身材料技术研究。具有低频消声和去耦作用的声学覆盖层(含消声瓦)的材料技术研究。声隐身、尾迹隐身等前沿技术研究等。
5.“防”--船舶防护材料以环保高寿命为重点正蓄势待发。以高性能防护材料(如金属合金、纳米材料、生物仿生材料等)替代单一防护功能材料为发展方向,力争一材多用,一材足用。舰艇易腐蚀和污损部位(如海水管系、上层建筑、紧固件、液舱等)的腐蚀和污损特性、机理及涂层防护技术的研究,将能有的放矢、因地制宜、因材施用地解决不同部位的防护难题等。
6.“有”--船舶用有色金属材料仍需加强推广应用。未来船舶用有色金属材料技术的主要发展趋势为:铝合金。开展高强度耐腐蚀铝合金材料的研究,以满足新一代航空母舰大量减轻重量、提高结构的疲劳强度等需求。铜合金。研制更高流速极限的船舶用铜质管系(目前通常为3m/s),以解决目前紫铜或B10镍铜合金耐海水冲刷腐蚀性能或耐含砂海水腐蚀性能差的问题。镁合金。开展镁包锌型、镁包铝型复合牺牲阳极的研究,对钢结构实施长期、稳定的保护。
7.“无”--开辟无机材料在船舶装备上应用的新领域。开展无机材料在复杂海洋环境中的工作性能和腐蚀作用规律研究,提高环境适应性,提高防火、保温、吸振、防腐等特殊性能。开展高强轻质海工混凝土制备、生产及应用技术的研究,进一步促进类似海工建筑物的发展和应用。
8.“前”--船舶材料前沿技术呈现百花齐放的发展趋势。未来的船舶材料技术将呈现百花齐放的局面,尤其是在前沿科技的探索方面。新颖的材料技术将不断涌现,推动船舶装备的性能提升。
9.“用”--加强材料应用技术的研究不可或缺。面向应用的材料技术研究将为新材料的上线提供可靠保障,推动船舶行业的持续创新。同时,通过实船应用的测试,可以确保材料的实际效果,为进一步推广奠定基础。
10.“低”--船舶材料技术一如既往向低成本化的方向发展。在全球经济形势紧张的背景下,船舶材料技术的低成本化趋势将得以延续。为了满足市场的实际需求,建立完善的经济性评估体系,将成为材质研发的重要课题。通过这些措施将有助于提高船舶行业的整体竞争力。