Główne obszary zastosowań stopu tytanu na statkach obejmują powłoki odporne na ciśnienie, systemy rurociągów wody morskiej, wymienniki ciepła, chłodnice, różne złącza rurowe, elementy silników, urządzenia podnoszące i urządzenia nośne. Rosja i Stany Zjednoczone były pierwszymi krajami, które rozpoczęły badania nad stopami tytanu do stosowania na statkach i stworzyły własne systemy stopów tytanu do stosowania na statkach. Rosja znajduje się w światowej czołówce pod względem rozwoju i praktycznego zastosowania tytanu na statki, przy różnych poziomach wytrzymałości stopów tytanu na statki, i sklasyfikowała te stopy tytanu według ich zastosowań. Jest to obecnie jedyny kraj, w którym znajdują się wszystkie tytanowe okręty podwodne. Chiny rozpoczęły opracowywanie stopów tytanu dla statków w latach 60. XX wieku, a obecnie stworzyły serię stopów tytanu dla statków o zakresie wytrzymałości 320-1250 MPa. Główne gatunki obejmują stopy o niskiej wytrzymałości, takie jak TA2 i Ti31, stopy o średniej wytrzymałości, takie jak Ti70, Ti75 i Ti91, oraz stopy o wysokiej-wytrzymałości, takie jak TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 i Ti-B25. Z punktu widzenia rodzajów stopów stopy tytanu o niskiej i średniej wytrzymałości przeznaczone do statków to zwykle stopy tytanu alfa i prawie alfa, podczas gdy stopy tytanu o wysokiej wytrzymałości do stosowania na statkach to stopy tytanu alfa+beta lub prawie beta. Stop tytanu o niskiej wytrzymałości charakteryzuje się wysoką plastycznością i dobrą spawalnością, dzięki czemu można go łatwo przetwarzać na cienkościenne-rury i nadaje się do przygotowania różnych wymienników ciepła, chłodnic i innych materiałów rurowych; Stop tytanu o średniej wytrzymałości ma dobre wszechstronne dopasowanie wydajności i nadaje się do elementów o dużych grubościach, rurociągów morskich itp.; Stop tytanu o wysokiej wytrzymałości ma wysoką wytrzymałość i niską plastyczność i nadaje się do odpornych na ciśnienie skorup, zbiorników wysokociśnieniowych, specjalnych elementów statków itp.
W przypadku zwykłych elementów konstrukcyjnych ze stopu tytanu do zastosowań morskich, biorąc pod uwagę dopasowanie wytrzymałości i wytrzymałości materiału, odporności na pękanie w wyniku korozji naprężeniowej, spawalności itp., poziom wytrzymałości materiału nie powinien być zbyt wysoki i należy wybierać w miarę możliwości dojrzałe stopy tytanu alfa. Jednakże w przypadku elementów konstrukcyjnych o specjalnych wymaganiach wytrzymałościowych należy wybrać-stopy tytanu o wysokiej wytrzymałości. Wraz z rozwojem wyposażenia morskiego w kierunku ciemnoniebieskiego postawiono wyższe wymagania dotyczące właściwości materiałów tytanowych stosowanych w konstrukcjach odpornych na ciśnienie, takich jak-głębokomorskie statki podwodne i stacje kosmiczne, co sprzyja rozwojowi-wytrzymałych stopów tytanu do zastosowań morskich. Poprawa wytrzymałości materiałów może zmniejszyć-grubość przekroju poprzecznego komponentów i ciężar konstrukcji odpornych na ciśnienie. Jednak zwiększenie wytrzymałości często wiąże się z poświęceniem wytrzymałości materiałów. Dlatego utrzymanie wysokiej wytrzymałości przy dobrej wytrzymałości jest kluczem do stosowania-stopów tytanu o wysokiej wytrzymałości w statkach. Stopy tytanu o wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości stały się w ostatnich latach przedmiotem badań różnych instytutów badawczych i przedsiębiorstw zajmujących się tytanem. Podejście badawcze realizowane jest w dwóch aspektach. Z jednej strony, w odpowiedzi na pilne potrzeby dużych projektów krajowych, jednostki projektowe wybierają bardziej dojrzałe materiały ze stopów tytanu. Optymalizując skład stopu i proces przygotowania komponentów, można zbadać potencjał wydajności materiałów i poprawić dopasowanie wytrzymałości i wytrzymałości stopów. Wiele badań skupiało się na optymalizacji konstrukcji dojrzałych stopów TC4 i Ti80. Z drugiej strony czerpiemy z koncepcji rozwoju wysokowytrzymałych i ciągliwych stopów tytanu-dla przemysłu lotniczego, aby opracować nowe typy-wytrzymałych i ciągliwych stopów tytanu do zastosowań w inżynierii morskiej.
W okresie 13. Planu Pięcioletniego Northwest Nonferrous Metals Research Institute (Northwest Institute) przeprowadził badania nad projektem optymalizacji składu stopu w oparciu o stop Ti80, mając na celu poprawę wytrzymałości stopu przy jednoczesnym zachowaniu jego wysokiej wytrzymałości. Wpływ - elementów stabilnych, - elementów stabilnych i elementów śródmiąższowych na wytrzymałość i udarność stopu Ti80 był systematycznie badany przy użyciu kombinacji obliczeń i eksperymentów teorii Yu Rui. Mikromechanizm wpływu pierwiastków na wytrzymałość stopu i udarność został ujawniony poprzez obliczenia teoretyczne Yu Rui. Przeprowadzono szczegółowe badania zmian wytrzymałości i udarności stopu Ti-6Al po dodaniu pierwiastków Mo i Nb. Stwierdzono, że pierwiastki Mo i Nb mają niewielki wpływ na właściwości stopu przy rozciąganiu w temperaturze pokojowej, ale mogą znacząco poprawić udarność stopu. Przypisuje się to głównie dodatkowi elementów stabilizujących zmieniających skład fazowy w mikrostrukturze, wzbudzającym więcej dyslokacji i bliźniaków deformacji pod obciążeniem udarowym, pochłaniającym większe obciążenie udarowe, poprawiając w ten sposób zdolność stopu do przeciwstawiania się propagacji pęknięć i osiąganiu wyższej udarności. Zbadano wpływ zawartości pierwiastka O na udarność prętów ze stopu Ti80 o różnej mikrostrukturze i stwierdzono, że udarność jest bardziej wrażliwa na zawartość pierwiastka O w stopie. Dostosowując zawartość poszczególnych pierwiastków oraz system obróbki cieplnej, stwierdzono, że stop Ti80 najlepiej dopasowuje wytrzymałość wytrzymałościową w stanie wyżarzonym. Jego mikrostruktura jest strukturą bimodalną złożoną z równoosiowej pierwotnej fazy alfa i fazy przejściowej beta, jak pokazano na rysunku 1.
Rysunek 2 przedstawia wpływ zawartości O na granicę plastyczności i energię udaru stopu Ti80 o podwójnej mikrostrukturze. Można stwierdzić, że przy zawartości O wynoszącej 0,1% (ułamek masowy) granica plastyczności stopu osiąga 800 MPa, a energia udaru może sięgać 72 J (norma testowa GB/T229-2020). Odporny na ciśnienie korpus łodzi podwodnej-morskiej jest typowym przedstawicielem-wytrzymałego i wytrzymałego stopu tytanu stosowanego w- sprzęcie głębinowym, a głębokość zanurzenia łodzi podwodnej jest ściśle związana z konkretną wytrzymałością materiału. Łódź podwodna Alvin w Stanach Zjednoczonych zwiększyła swoją maksymalną głębokość nurkowania z 1868 do 4500 metrów poprzez wymianę odpornego na ciśnienie materiału skorupy ze stali na tytan. Po dalszej modyfikacji stopem tytanu, jego głębokość konstrukcyjna została zwiększona do 6000 metrów. Przyglądając się doborowi materiałów odpornych na ciśnienie skorup okrętów podwodnych głębinowych w różnych krajach, można zauważyć, że głównymi gatunkami materiałów tytanowych są Ti-6Al-4V (TC4) i Ti-6Al-4VELI (TC4ELI), a głębokość nurkowania trzyosobowej łodzi podwodnej wykonanej z tych dwóch stopów nie przekracza 7000 metrów. W 2017 roku Chiny niezależnie opracowały i pomyślnie zbudowały załogowy pocisk kulisty ze stopu TC4ELI i załogowy pocisk sferyczny ze stopu Ti80, a także pomyślnie zainstalowały załogowy pocisk sferyczny TC4ELI na łodzi podwodnej Deep Sea Warrior o maksymalnej głębokości nurkowania nie większej niż 7000 metrów. Maksymalna głębokość nurkowania załogowej kuli kulistej TC4ELI w kształcie płatków melona, importowanej z Rosji, wynosi 7000 m. Trzyosobowy statek podwodny „Striver” wykonany ze stopu Ti62A może osiągnąć głębokość nurkowania 10909 m. Stop jest odpornym na uszkodzenia stopem tytanu o wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości, opracowanym wspólnie przez Instytut Metali Chińskiej Akademii Nauk i Baoji Titanium Industry Co., Ltd. Wytrzymałość tego stopu jest znacznie lepsza w porównaniu ze stopem TC4, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej wytrzymałości i spawalności.
Jiti Industry Co., Ltd. i inne jednostki przeprowadziły badania optymalizacji wydajności stopu Ti62A i opracowały stop tytanu Ti542222. Wskaźnik granicy plastyczności tego stopu tytanu wynosi 1000 MPa, a energia uderzenia 40J. Po podwójnym wyżarzaniu ma najlepsze dopasowanie wytrzymałości i plastyczności.
Przy wsparciu odpowiednich projektów krajowych Northwest Institute i 725. Instytut Badawczy Chińskiej Korporacji Przemysłu Stoczniowego (CSIC) z powodzeniem opracowały stopy tytanu o granicy plastyczności 800900 i 1000 MPa. Northwest Institute niezależnie opracował stop tytanu Ti-B25 o wysokiej-wytrzymałości -, który charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i dobrą wydajnością podczas pracy na zimno i jest szeroko stosowany w systemach komunikacji na statkach. Instytut Metali Chińskiej Akademii Nauk opracował stopy tytanu o wytrzymałości i wytrzymałości 1000 i 1200 MPa o wysokiej-ciągliwości do tytanu stosowanego w inżynierii oceanicznej oraz przygotował powłoki ze stopu tytanu dla naukowej stacji eksperymentalnej Abyss-situ i szybowca Abyss w małych partiach, zasadniczo zastępując stop Ti64.
W ostatnich latach Chiny wprowadziły także technologię wytwarzania przyrostowego do-produkcji sprzętu głębinowego. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. we współpracy z Xi'an Bolite wykorzystała technologię osadzania topienia laserowego (LMD) do próbnej produkcji śrub napędowych, pustych skorup itp. ze stopu tytanu. Instytut Metali Chińskiej Akademii Nauk we współpracy z Uniwersytetem Naukowo-Technologicznym w Szanghaju opracował różnorodne komponenty ze stopu tytanu do inżynierii głębinowej-, wykorzystując technologię wytwarzania przyrostowego i procesy prasowania izostatycznego na gorąco proszków. W oparciu o koncepcję projektową charakteryzującą się wysokim składem przechłodzonym oraz metodą wzmacniania i hartowania-wytrzymałych stopów tytanu, opracowano system składu stopu tytanu o słabej teksturze, równoosiowego kryształu, odpowiedni do procesów wytwarzania przyrostowego, umożliwiający stopom tytanu wytwarzanym z dodatkami osiągnięcie doskonałej wytrzymałości, dopasowania plastycznego i izotropii właściwości mechanicznych.
W okresie 14. planu pięcioletniego Northwest Institute, opierając się na podprojekcie krajowego kluczowego programu badawczo-rozwojowego „Optymalizacja i przygotowanie kompozycji stopów tytanu o wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości do zastosowań w ekstremalnych warunkach głębinowych”, opracował stop tytanu o ultrawysokiej wytrzymałości Ti1300G do sprzętu głębinowego oraz wysokowytrzymały i wytrzymały stop tytanu Ti5321G do wytwarzania dodatków do sprzętu głębinowego w oparciu o wysokowytrzymałe i ciągliwe stopy tytanu Ti1300 i Ti5321. Granica plastyczności powłoki ze stopu Ti1300G odpornej na ciśnienie może osiągnąć 1250 MPa, wydłużenie większe lub równe 9%, energia uderzenia większa lub równa 24J, a odporność na pękanie większa lub równa 60 MPa · m1/2; Granica plastyczności komponentów wytwarzanych z dodatkiem stopu Ti5321G może osiągnąć 1050 MPa, a współczynnik wydłużenia jest większy lub równy 9%. Odporny na ciśnienie element skorupy szybowców głębinowych{{16}przygotowano ze stopu Ti1300G, a śmigło{18}}śmigła steru strumieniowego ROV do zastosowań głębinowych i eksperymentalne ramię manipulatora przygotowano ze stopu Ti5321G. Obecnie powłoka odporna na ciśnienie czeka na testy po montażu, a pojazd ROV pomyślnie przeszedł próby morskie na Morzu Południowochińskim.
Poproś o wycenę
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
