第十一章 耐压壳的死穴 (第3/3页)
知道。“
江灏看着屏幕上的应力云图,红色的区域像一块伤疤,贴在椭球顶部。
不够。
还是不够。
第七天,他把自己关在车库里,不接电话。
桌上摊着所有能找到的钛合金资料——论文、手册、专利、技术报告。他的眼睛熬得通红,咖啡杯堆了五个。
他在找一个东西。
一个配方。一个能同时满足以下条件的钛合金配方:
1.屈服强度≥1100MPa(焊接后)
2.焊接性能良好(不需要特殊保护气氛以外的条件)
3.成本可控(每公斤不超过3000元)
4.国内可小批量采购或定制
前三个条件已经够苛刻了。第四个条件几乎不可能。
他翻了上百篇论文。钛合金的合金化设计是一个巨大的参数空间——主元素、微量元素、杂质元素,每一种的配比都会影响最终性能。铝含量从2%变到8%,性能天差地别。钒含量从1%变到5%,焊接性完全不同。
他试着自己设计一个配方。
Ti-5Al-3V-2Mo-1Zr。
算了一下——理论屈服强度大约1000-1050MPa。不够。
Ti-6Al-4V-1Mo-1Zr。
大约1050-1100MPa。但钼和锆同时加入会让焊接热影响区的组织更加复杂,脆性相析出的风险更高。
Ti-7Al-3V-2Fe。
铁代替部分钒,降低成本,但铝含量太高,焊接冷裂纹敏感性增加。
没有一个配方能同时满足所有条件。
他趴在桌上,闭上眼。
实验室的灯亮着。已经亮了七十二小时。
他没合过眼。
第八天凌晨三点,他忽然想到了什么。
翻起身,抓起笔。
不是合金配方的问题。是思路的问题。
他一直在试图用单一材料解决所有问题——高强度、可焊接、低成本。但为什么一定要单一材料?
复合壳体。
内层用高强度钛合金——Ti-10V-2Fe-3Al,承担主要应力。外层用普通钛合金——Ti-3Al-2.5V,提供额外的保护,同时承担部分载荷。两层之间用特殊的结构连接,让应力在两层的界面上重新分布。
这样,内层可以用更薄的壁厚——30毫米而不是50毫米——因为外层分担了一部分载荷。材料总量减少了,成本降下来了,而且内层的高强度合金不需要焊接到外层,避免了焊接热影响区的问题。
他把这个想法画在纸上,然后给陈默发了条消息:
“我想到了一个方案。复合壳体。内层高强度钛合金,外层普通钛合金。两层独立加工,机械连接。你帮我跑一下仿真。“
陈默秒回:“现在?凌晨三点?“
“现在。“
“……你疯了。“
“可能吧。帮我跑。“
“明天早上。“
“凌晨五点之前。“
“滚。“
但陈默还是帮他跑了。
早上六点,仿真结果发到了江灏的邮箱。
复合壳体的应力分布——内层最大von Mises应力920MPa,外层最大应力680MPa。两层加起来,等效安全系数2.1。
920MPa。
Ti-10V-2Fe-3Al焊接后的实际屈服强度大约1000-1100MPa。
有余量。
有真正的、实实在在的余量。
江灏看着屏幕上的应力云图,第一次觉得那些红色和蓝色的色块像一幅画。
他拿起手机,想给老魏打电话。
但屏幕上弹出来一条消息。
不是老魏的。
是林澜。
“江灏,有个事你可能需要知道。周明远那边……他们也在研究复合壳体方案。而且他们有正式的材料实验室。“
江灏盯着这条消息,手指停在拨号键上。
周明远。
又是周明远。
他放下手机,走到墙边,看着那行字。
“三千米,我来了。“
但现在的他忽然意识到——他不是在和深海比赛。他是在和一个人比赛。一个拥有八千万预算、一个正式实验室、一个团队的人。
而他有的,是一百八十万、一个车库、和七十二小时没闭过的眼睛。
他笑了。
不是苦笑。是那种被逼到墙角反而兴奋起来的笑。
“行啊,“他对着墙说,“那就比一比。“