先进舰船用钛合金.docx

钛合金因具有更高的比强度、更优异的耐蚀性能而在舰船应用中呈现出较大的发展潜力一、在舰船结构中的应用钛及钛合金虽然屈服强度高,但在焊接时需要惰性气体保护,成型难度大于钢材因此一般水面舰艇结构很少用钛钛及钛合金主要用于潜艇、深潜器等舰艇中,以应付同时对屈服强度、密度和耐腐蚀性能要求很高的场合我国于20世纪80年代研发了Ti80合金,用于制造深潜器和潜艇的耐压壳体,具有高强、高韧、耐蚀、可焊等优异性能,在抗拉强度880〜925MPa屈服强度785〜885MP0!勺条件下，断裂韧性和抗应力腐蚀能力明显优于Ti6Al4VELI合金20世纪90年代研发的Ti91钛合金,屈服强度达到700MPa二、用于舰船冷却器由于钛及钛合金在海水中具有比其他合金更优异勺耐蚀性能,且与常用勺铜合金相比强度高、密度低,可通过减薄管壁厚度和增加海水流速来保证传热效率在核潜艇等对设备安全运行可靠性有高要求勺应用领域,钛制换热器勺应用很受重视当前美国应用最广泛勺是工业纯钛,工业纯钛在天然水、海水和各种氯化物中具有特殊勺抗应力腐蚀勺能力在海水流速为3〜5m/s勺淡化设备中,钛换热器勺污堵系数仅为0.95〜0.99我国也成功研制出一些性能优异勺钛合金,如Ti31钛合金,用于余热排出冷却器、管路等,工作环境为高温海水或常温高速海水,耐180C高温腐蚀。

三、用于舰船管路船通海系统管路由于与海水直接接触且大多布置于舱底,工作环境苛刻,腐蚀一直是制约其发挥最大效能的突出问题我国20世纪70年代成功研制出TA5a型钛合金(Ti-4AI-0.05B),强度较高，铸态ZTiAI4的屈服强度不低于490MPa可用于船舶辅助系统中的泵、阀制造20世纪80年代研制的Ti75钛合金,在综合性能良好的前提下,强度提高50MPa冲击韧性和断裂韧性分别为TA5的1.4倍和1.2倍,应力腐蚀断裂韧性为TA5的2倍，且具有优良的冷、热加工性能，铸造性能和低杂质敏感性Ti75钛合金填补了国内730MPa船用钛合金的空白,达到国际先进水平用Ti75合金制作的往复式盐水泵、舷侧双座双球阀阀杆已获正常使用四、用于舰船螺旋桨钛合金强度高、质量轻、抗空泡剥蚀和耐疲劳性能优异,是制造螺旋桨的理想材料用ZTi6AI4V制成的螺旋桨寿命是铜合金螺旋桨的3倍我国于20世纪60年代后期开始ZTi6AI4V合金的研究工作,70年代成功将其应用于水翼艇螺旋桨,经20年实艇验证,性能良好此外,我国研制的焊接性能更好、韧性更高、抗空泡剥蚀性能更优的高强铸钛合金已获成功,目前已用于某水翼快艇螺旋桨的制造。

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