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助力港珠澳大桥建设 闫牧夫教授团队在热处理与表面改性超高强韧化技术领域取得突破

2018年11月02日 17时48分02秒新闻网浏览次数:18

    哈工大报讯(材料/文)作为世界钢结构桥体最长的跨海大桥,港珠澳大桥的主桥由3座大跨度钢结构的斜拉桥组成,锚具的缆索能力直接决定了斜拉桥的稳定性和使用寿命。材料学院闫牧夫教授团队与江苏法尔胜缆索有限公司合作,通过热处理与表面改性超高强韧化技术,有效助力港珠澳大桥关键部件——缆索锚具的力学性能提高,并实现与超高强度斜拉索完美配合,保障了主桥的顺利建造。

    港珠澳大桥跨越伶仃洋,东接香港,西接广东珠海和澳门,总长约55公里。大桥的钢结构桥梁缆索技术水平和难度均为国际最高。其中江海直达船航道桥跨径为994米,采用的是1860兆帕超高强度斜拉索,该缆索锚具热处理与表面改性技术是斜拉索桥建造的关键技术之一,其制造水平关系到锚具是否能“抓得住、抓得牢、抓得久”高强度缆索,是保证港珠澳大桥长寿命和高可靠性的关键。锚具的尺寸越大,能够装备的钢索也就越多,斜拉索的强度就越大。因此,保证锚具力学性能的技术难度显著增加。

    港珠澳大桥钢结构斜拉桥的锚具材料采用的是中碳低合金钢,热处理与表面改性是提高其力学性能的关键,也是在锚具制造技术攻关中所遇到的核心问题。闫牧夫教授团队历经3年刻苦攻关,开展了基于锚具服役性能的微结构多尺度仿真与工艺设计,形成了大尺寸差异壁厚锚具整体淬火组织性能调控与微变形控制技术、低温热扩渗表层晶粒纳米化技术,实现了锚具整体强韧化与表层超高强韧化,并解决了锚具淬火变形大、截面力学性能不均匀等难题,突破了大尺寸、结构复杂锚具制造的技术瓶颈,为港珠澳大桥大跨度钢结构斜拉桥的建造提供了关键的技术保障。

    闫牧夫说:“我国高端装备制造水平还有很大发展空间,其中主要的一个根源是一些‘卡脖子’的关键领域、核心部件还没有实现自主研发。热处理与表面改性领域核心技术缺失,人才匮乏,我们还有很多工作要做,任重道远。”

    30多年来,闫牧夫教授带领团队始终坚守在热处理与表面改性领域,创建了热扩渗晶粒纳米化理论和技术、等离子体热扩渗表面金刚石结构理论和技术、热加工零畸变等比欧(Biot)数理论和技术,已应用于航空、航天、舰船、轨道交通等领域关键件长寿命高可靠制造,取得了显著的经济和社会效益。在中国热处理学会前任理事长赵振业院士带领下,闫牧夫教授作为综合组组长,与全国相关高校、企业和研究院所同行专家共同完成了《中国热处理与表层改性技术路线图》;作为负责人,他带领团队打造出“新材料与高端装备制造热处理与表面改性创新人才培养模式(3221模式)”,列入《中国热处理行业协会教育培训工作委员会工作条例》,培养出一批热处理与表面改性领域的创新型人才。


编辑:张妍

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