概述

寻求意向单位合作研发耐海水磨蚀、腐蚀激光熔覆涂层材料及工艺开发

需求详情

需求背景：海洋防腐蚀是海洋工程的关键技术之一，金属在海洋中腐蚀导致的应力腐蚀断裂（SCC）、氢脆（HE）、腐蚀疲劳（CF）、晶间腐蚀（IC）等会使海工失效，导致海洋环境生态灾难，造成巨大损失。近年来国内外对海洋腐蚀与防护日趋重视，虽然各种耐海水腐蚀材料不断推出，各种防腐蚀施工技术也大有发展，但仍远不能满足实际需求。我国对海洋装备的防腐蚀研究与国外发达国家有明显的差距，一些关键技术尚未解决，没有形成具有我国自主知识产权的技术。因此，针对我国重点海域和重大海洋工程所面临的共性和关键防腐蚀问题，开展海洋装备的长效防腐蚀关键技术研究，不但可以防止腐蚀发生，避免或减少后期服役的维修、维护费用和因维修造成的经济损失，减少重大恶性事故的发生，而且能够使海工设施的安全性大大提高，具有重大意义。技术需求：现需进行金属材料在海洋环境下的腐蚀机理研究，开发一种用于激光熔覆工艺的耐海水磨蚀、腐蚀的合金粉末材料，并进行对应的激光熔覆工艺开发。技术目标：完成一种耐海洋腐蚀的合金粉末材料成分开发、粉末制备技术开发、激光熔覆工艺开发，以及海洋腐蚀机理研究。技术指标：（1）合金粉末材料1种：耐腐蚀性不低于stellite6、316L等材料（盐雾腐蚀对比），硬度：HRC30-40。（2）粉末制备工艺1份：流动性≤15s/50g，氧含量≤100ppm，氮含量≤100ppm。（3）激光熔覆工艺1份：无裂纹等缺陷。（4）海洋腐蚀机理研究报告1份。需求分析说明：1.行业代表性《安徽省“十四五”新材料产业发展规划》中指出要大力发展先进金属材料，以及加速布局3D打印材料、超导材料、石墨烯材料、高熵合金等前沿新材料，构筑我省新材料产业“3+2+N”发展新格局。《安徽省加快内河绿色智能船舶与特色海洋工程装备高质量发展实施方案（2024-2027年）》中指出要发挥我省沿江近海的独特优势，建设船舶及海洋工程装备特色产业集群。其中特别强调要加快新型材料等关键配套的研发。本项目所需开发的耐腐蚀合金材料属于安徽省重点发展的新材料领域，研发成功将能广泛应用于核电、船舶及海洋工程装备领域，解决长期困扰我国高端海洋装备的海水腐蚀问题。2.需求合理性“十四五”期间，公司将以高端化、绿色化、智能化为目标，以高端粉末材料、先进表面技术及装备、增材制造技术等为重点攻克方向。聚焦军工、核电、海工装备、航空航天等高端装备关键技术领域，重点解决十大战略行业高端装备存在的高温、高腐蚀、高磨损等共性难题，提升极端环境下关键部件的性能。此研发项目与公司的发展规划相契合，技术需求合理。3.技术需求创新性先进性：海洋环境中海水中的湿度、温度、氯离子、复杂溶解物质及海水高流速下泥沙磨损均会加速工件的腐蚀速率和锈蚀过程。海水中的盐分和电解质能够形成电解液膜，在钢铁表面形成微电池，导致电解腐蚀的发生，所以海洋工程中的备件常受海水腐蚀失效。在海洋环境下使用的材料基本为整体材料，如S32760超级双相不锈钢材料，这种材料价格高、维修成本高，且使用寿命仍达不到使用要求。目前，涂层材料还未得到批量应用，采用涂层材料一方面可以对基体材料形成有效的防护、提高工件的单次使用寿命，另一方面，涂层修复成本低、修复周期短，因此涂层材料有很高的应用前景。瓶颈性：现阶段，市场中常规的耐腐蚀涂层材料（如Stellite6、Ni60等）均不能满足在海洋环境下长期使用的要求，并且这些材料在激光熔覆后极易析出大量脆性的硼化物、硅化物，造成熔覆质量低且极易出现气孔、裂纹等缺陷，导致其耐腐蚀性能无法大幅提高，已达到材料耐海水腐蚀的极限，需要开发新粉末体系，以取代传统激光熔覆材料。填补空白：目前，国内对于材料在海洋环境下的腐蚀机理的研究尚不充分，在多因素耦合作用下的腐蚀原理并没有合理性的解释。本研发项目通过对材料在海洋环境下腐蚀机理的研究，开发处满足使用寿命要求的激光熔覆材料及激光熔覆工艺，弥补了行业空白。