关键词 |
TC5钛合金板,TC4合金钛板 |
面向地区 |
全国 |
品牌 |
上海隆司 |
形状 |
定制 |
舰船由于长期浸泡在海水或者暴露于海洋高盐、高湿的大气环境中,其结构及设备易受腐蚀且保护困难,其建造材料需要良好的耐蚀性、耐久性、牢固性、可靠性及稳定性。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要结构金属,钛及钛合金因兼有高比强度、高熔化温度、小热膨胀系数、耐疲劳、非磁性、生物惰性、抗裂性等优良特质被称作“海洋金属”,是一种理想的舰船用材。另一方面,舰船结构规格一般厚大,大型材的焊接成型是现代造船的关键技术之一。因此,对于舰船常用钛合金及其焊接工艺研究与开发具有重要的理论和工程应用意义。
1、钛及钛合金在舰船的应用
1.1舰船用钛及钛合金介绍
钛是继铝、铁、镁之后在地壳中含量大的金属元素,为银白色高熔点轻金属,主要物理性能:密度4.51g/cm3,熔点1688℃,比热容522J/(kg·K),热导率16J/(m·s·K)。纯钛常温下容易与氧、氮、氢反应生成一系列稳定氧化物,而钛合金是指以钛为基体,加入铝、铬、锰、锡、钼等元素组成的合金。按照合金退火组织状态可以将钛合金大致分成α型(近α型)、β(近β型)型、α+β型三大类,国内牌号分别以TA、TB、TC表示。
自20世纪60年代起,钛及钛合金逐渐被用于舰船工业,随着技术的发展,钛材在舰船上的应用越来越广泛,从各类大、中、小水面舰艇、到水下潜艇和深潜器,从耐压主结构体到舰艇内部管系、热交换器、海水淡化装置、发动机零部件等,钛及钛合金在舰船领域无处不在,是海洋工程的理想材料。
美国、俄罗斯、日本、欧洲等国家和地区开展了一系列的舰船钛合金研究和应用,其中俄罗斯走在世界前列。俄罗斯拥有的船用钛合金体系,也形成了系列强度级别的钛合金成熟产品,包含、、、等级别。俄罗斯不仅在水面舰船、、深潜器制造中大量采用钛合金结构,甚至拥有多艘全钛化的大深度核潜艇,其台风级核潜艇仅外壳用钛量高达,大下潜深度500m,潜行速度和持续潜航时间远超常规高强钢潜艇。美国海军主导开发了可进行大规格型材焊接的Ti-5111钛合金,名义成分为Ti-5A1-1V-1Sn-1Zr-0.8Mo,其冲击韧性传统TC4钛合金,广泛用于舰船制造业,包括各种动力潜艇、水面艇动力装置、海水管路管道、冷却器、推进器、海水工作系统、消防泵、紧固件等。美国还致力于在海军中开展低成本钛材应用技术研究,设立了专项低成本焊接技术课题,加速海军上钛及钛合金应用进。日本主要将钛合金应用在民用渔船、高速警备艇、快艇和载人深潜器方面,包括深海潜水调查船的外壳骨架、管道、均压容器等。日本还在收集纯钛及钛合金船体结构材料的数据和制订相应强度标准方面做了大量工作,以期扩大钛在船舶上的应用。
我国舰船用钛合金研究起步很早,在钛及钛合金的研制开发、舰船制造、装船试航等方面投入了相当精力并取得大量成果。除了国外常用的TA2、TA5、TA7、TC4,国内高校、企业针对舰船应用特殊要求,研制出具有不同强度的船用耐蚀钛合金,材料品种涵盖管材、型材、板材、铸件、锻件等,基本满足水面舰艇、潜艇和深潜器不同强度级别及不同部位的使用要求。
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