詳細描述

隨著艦船業(ye)的(de)(de)不(bu)斷發展及(ji)海(hai)(hai)(hai)洋開發的(de)(de)不(bu)斷擴(kuo)大，對艦船用(yong)材料(liao)的(de)(de)要(yao)求也(ye)越(yue)來越(yue)高，不(bu)僅要(yao)求其(qi)(qi)具有優良的(de)(de)耐海(hai)(hai)(hai)水及(ji)海(hai)(hai)(hai)洋、大氣(qi)腐蝕的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能。而且還要(yao)有較高的(de)(de)強度、塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)良好(hao)的(de)(de)焊(han)接性(xing)(xing)(xing)能。鈦合(he)(he)金(jin)具有比強度高、耐海(hai)(hai)(hai)水腐蝕和(he)無磁性(xing)(xing)(xing)等特點。是一(yi)(yi)種理想(xiang)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)洋環(huan)境用(yong)金(jin)屬(shu)結構材料(liao)之一(yi)(yi)。其(qi)(qi)中，Ti80鈦合(he)(he)金(jin)是我(wo)國研制(zhi)的(de)(de)一(yi)(yi)種鋁含量較高(5.5％～ 6.5％，質量分數)并含有β穩定元(yuan)素Nb、Mo和(he)中性(xing)(xing)(xing)元(yuan)素Zr的(de)(de)近α鈦合(he)(he)金(jin)，其(qi)(qi)名義成(cheng)分為Ti一(yi)(yi)6Al一(yi)(yi)3Nb一(yi)(yi)2Zr-1Mo，與Ti一(yi)(yi)6Al一(yi)(yi)4V(ELI)相比，綜合(he)(he)性(xing)(xing)(xing)能更(geng)優，Ti80鈦合(he)(he)金(jin)可制(zhi)成(cheng)鈦板、鈦棒、鈦鍛件和(he)小型材等多種規格產品，被廣泛(fan)應用(yong)于潛艇(ting)和(he)水中兵器的(de)(de)受力構件、螺栓(shuan)、軸以及(ji)耐腐蝕殼(ke)體等。

Ti80鈦(tai)合金、Ti80鈦(tai)鍛件在艦船應(ying)用中具有很大的發(fa)展潛(qian)力，具體(ti)應(ying)用情(qing)況：

1、在艦船結構中的應用

鈦(tai)及鈦(tai)合金雖然屈(qu)服(fu)強度(du)(du)高，但(dan)在焊接時需(xu)要惰(duo)性(xing)氣體(ti)保護，成型難(nan)度(du)(du)大于(yu)鋼材(cai)。因此一般水面(mian)艦(jian)艇(ting)結構很少用鈦(tai)。鈦(tai)及鈦(tai)合金主要用于(yu)潛(qian)艇(ting)、深潛(qian)器等艦(jian)艇(ting)中，以應付同時對屈(qu)服(fu)強度(du)(du)、密度(du)(du)和耐腐蝕性(xing)能要求(qiu)很高的場合。

我(wo)國于(yu)20世紀(ji)80年(nian)代研發了Ti80鈦(tai)合金(jin)，用于(yu)制造深潛器和潛艇的耐壓(ya)殼體，具(ju)有高強、高韌(ren)、耐蝕、可焊等優異(yi)性(xing)能，在(zai)抗(kang)拉(la)強度880～925MPa、屈服強度785～885MPa的條(tiao)件下，斷裂韌(ren)性(xing)和抗(kang)應力腐蝕能力明顯優于(yu)Ti6Al4VELI合金(jin)。20世紀(ji)90年(nian)代研發的Ti91鈦(tai)合金(jin)，屈服強度達到700MPa。

2、用于艦船冷卻器

由于鈦及鈦合(he)金在(zai)海水(shui)中具有比其他合(he)金更(geng)優(you)異的耐蝕性能，且與常用的銅合(he)金相比強度高、密度低，可通過減(jian)薄管壁厚度和增加海水(shui)流速來(lai)保證傳熱效率。在(zai)核潛艇(ting)等對設備安全運行可靠性有高要求的應用領域，鈦制(zhi)換熱器的應用很受重(zhong)視。

當前美國應用最(zui)廣泛的是工(gong)業純鈦(tai)(tai)，工(gong)業純鈦(tai)(tai)在(zai)天然(ran)水、海(hai)(hai)水和各(ge)種氯化物中具有(you)特殊的抗(kang)應力腐(fu)蝕的能力。在(zai)海(hai)(hai)水流(liu)速為(wei)(wei)3～5m/s的淡化設(she)備中，鈦(tai)(tai)換熱(re)器的污(wu)堵系(xi)數僅為(wei)(wei)0.95～0.99。我國也(ye)成(cheng)功研制出一些性(xing)能優異的鈦(tai)(tai)合(he)金，如Ti31鈦(tai)(tai)合(he)金，用于余(yu)熱(re)排出冷卻器、管路等，工(gong)作環境為(wei)(wei)高溫(wen)海(hai)(hai)水或(huo)常溫(wen)高速海(hai)(hai)水，耐180℃高溫(wen)腐(fu)蝕。

3、用于艦船管路

船通海系(xi)統管路由于與海水直接(jie)接(jie)觸且大多布置于艙底(di)，工作(zuo)環境(jing)苛刻，腐(fu)蝕一直是(shi)制(zhi)(zhi)約(yue)其發揮最大效能的(de)(de)突(tu)出(chu)問題。我國(guo)20世紀70年代(dai)成功研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)出(chu)TA5α型(xing)鈦合(he)金（Ti-4Al-0.05B），強度較高，鑄(zhu)態ZTiAl4的(de)(de)屈服強度不低于490MPa,可用于船舶輔助系(xi)統中(zhong)的(de)(de)泵、閥制(zhi)(zhi)造。20世紀80年代(dai)研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)的(de)(de)Ti75鈦合(he)金，在綜合(he)性(xing)(xing)(xing)(xing)能良好的(de)(de)前提(ti)下，強度提(ti)高50MPa,沖擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)和斷裂韌性(xing)(xing)(xing)(xing)分別為TA5的(de)(de)1.4倍和1.2倍，應力腐(fu)蝕斷裂韌性(xing)(xing)(xing)(xing)為TA5的(de)(de)2倍，且具有優良的(de)(de)冷、熱加工性(xing)(xing)(xing)(xing)能，鑄(zhu)造性(xing)(xing)(xing)(xing)能和低雜(za)質敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)。Ti75鈦合(he)金填補了國(guo)內730MPa船用鈦合(he)金的(de)(de)空白，達到(dao)國(guo)際先進水平。用Ti75合(he)金制(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)(de)往復式鹽水泵、舷側雙座雙球(qiu)閥閥桿(gan)已獲正常使用。

4、用于艦船螺旋槳

鈦合金強度高、質量輕、抗(kang)空泡剝(bo)蝕和耐(nai)疲(pi)勞性能優(you)異，是(shi)制造(zao)螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)的理想材料。用ZTi6Al4V制成的螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)壽命是(shi)銅合金螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)的3倍(bei)。我(wo)國于(yu)20世紀60年(nian)代(dai)后(hou)期開始ZTi6Al4V合金的研(yan)究工作，70年(nian)代(dai)成功將其應用于(yu)水翼(yi)艇螺(luo)(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)，經20年(nian)實艇驗證，性能良(liang)好。

此外，我國研制的焊(han)接性能更好(hao)、韌(ren)性更高(gao)、抗空泡剝蝕(shi)性能更優的高(gao)強鑄鈦(tai)合金已獲成(cheng)功，目前已用(yong)于(yu)某(mou)水翼快(kuai)艇螺旋槳的制造。