De vigtigste anvendelsesområder for titanlegering på skibe omfatter trykbestandige granater, havvandsrørledningssystemer, varmevekslere, kølere, forskellige rørsamlinger, motorkomponenter, løfteanordninger og udskydningsanordninger. Rusland og USA var de tidligste lande til at engagere sig i forskning i titanlegeringer til skibe og dannede deres egne titanlegeringssystemer til skibe. Rusland er forrest i verden inden for udvikling og praktisk anvendelse af titanium til skibe, med forskellige styrkeniveauer af titanlegeringer til skibe, og har klassificeret disse titanlegeringer efter deres anvendelse. Det er i øjeblikket det eneste land med alle titanium-ubåde. Kina begyndte at udvikle titanlegeringer til skibe i 1960'erne og har nu dannet en serie af titanlegeringer til skibe med et styrkeområde på 320-1250 MPa. De vigtigste kvaliteter omfatter lavstyrkelegeringer såsom TA2 og Ti31, middelstyrkelegeringer såsom Ti70, Ti75 og Ti91 og højstyrkelegeringer såsom TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 og Ti-B25. Set fra legeringstypers perspektiv er titanlegeringer med lav styrke og mellemstyrke til skibe sædvanligvis alfa- og nær-alfa-titaniumlegeringer, mens høj-titaniumlegeringer til skibe er alfa+beta- eller nær-beta-titaniumlegeringer. Lavstyrke titanlegering har karakteristika af høj plasticitet og god svejsbarhed, hvilket gør det nemt at forarbejde til tynde-væggede rør og velegnet til fremstilling af forskellige varmevekslere, kølere og andre rørmaterialer; Medium styrke titanlegering har god omfattende ydelsesmatchning og er velegnet til store tykke sektionskomponenter, havrørledninger osv. Højstyrke titanlegering har karakteristika af høj styrke og lav plasticitet og er velegnet til trykbestandige skaller, højtryksbeholdere, specielle skibskomponenter mv.
For almindelige marine titanlegeringer strukturelle komponenter, i betragtning af matchningen af materialestyrke og sejhed, spændingskorrosionsbrudsejhed, svejsbarhed osv., bør materialets styrkeniveau ikke være for højt, og modne nær alfa titanlegeringer bør vælges så meget som muligt. For strukturelle komponenter med særlige styrkekrav skal der dog vælges høj-titanlegeringer. Med udviklingen af marineudstyr i retning af dyb blå er der blevet stillet højere krav til ydeevnen af titaniummaterialer, der anvendes i trykbestandige strukturer, såsom dyb-undervandsfartøjer og dybe rumstationer, hvilket fremmer udviklingen af høj-titaniumlegeringer til marinebrug. Forbedring af materialers styrke kan reducere-tværsnitstykkelsen af komponenter og vægten af trykbestandige strukturer. Men øget styrke ofrer ofte materialernes sejhed. Derfor er det nøglen til anvendelsen af{10}}højstyrke titanlegeringer til skibe at opretholde høj styrke og samtidig have god sejhed. Titaniumlegeringer med høj styrke og sejhed er også blevet et forskningshotspot for forskellige forskningsinstitutter og titaniumvirksomheder i de seneste år. Forskningstilgangen udføres ud fra to aspekter. På den ene side, som svar på de presserende behov i store nationale projekter, har designenheder en tendens til at vælge mere modne titanlegeringsmaterialer. Ved at optimere legeringssammensætningen og komponentfremstillingsprocessen kan materialernes ydeevnepotentiale udforskes, og legeringernes styrkesejhed kan forbedres. Mange undersøgelser har fokuseret på at optimere designet af modne TC4 og Ti80 legeringer. På den anden side trækker vi på udviklingskonceptet for fly-{19}}højstyrke og seje titanlegeringer for at udvikle nye typer højstyrke og seje titanlegeringer til skibsteknik.
I løbet af den 13. femårsplanperiode udførte Northwest Nonferrous Metals Research Institute (Northwest Institute) forskning i optimeringsdesign af legeringssammensætning baseret på Ti80-legering med det formål at forbedre legeringens sejhed og samtidig bevare dens høje styrke. Indflydelsen af - stabile elementer, - stabile elementer og interstitielle elementer på styrken og sejheden af Ti80 legering blev systematisk undersøgt ved hjælp af en kombination af Yu Rui teoriberegninger og eksperimenter. Mikromekanismen for elementets indflydelse på legeringsstyrke og sejhed blev afsløret gennem Yu Rui teoriberegninger. Der blev udført dybtgående undersøgelser af ændringerne i styrke og sejhed af Ti-6Al-legering efter tilføjelse af Mo- og Nb-elementer. Det blev fundet, at Mo- og Nb-elementer har ringe effekt på legeringens trækegenskaber ved stuetemperatur, men kan forbedre legeringens slagsejhed betydeligt. Dette tilskrives hovedsageligt tilføjelsen af - stabiliserende elementer, der ændrer fasesammensætningen i mikrostrukturen, ophidser flere dislokationer og deformationstvillinger under slagbelastning, forbruger mere slagbelastning, og forbedrer derved legeringens evne til at modstå revneudbredelse og opnår højere slagydelse. Indflydelsen af O-elementindhold på slagydelsen af Ti80-legeringsstænger med forskellig mikrostruktur blev undersøgt, og det blev fundet, at slagydelsen er mere følsom over for O-elementindholdet i legeringen. Ved at justere indholdet af hvert element og varmebehandlingssystemet, blev det fundet, at Ti80-legering har den bedste styrke-sejhedstilpasning i udglødet tilstand. Dens mikrostruktur er en bimodal struktur bestående af ligeakset primær alfafase og betaovergangsfase, som vist i figur 1.
Figur 2 viser virkningen af O-indhold på flydestyrken og slagenergien af Ti80-legering med dobbelt mikrostruktur. Det kan konkluderes, at når O-indholdet er 0,1 % (massefraktion), når flydespændingen af legeringen 800 MPa, og slagenergien kan nå 72 J (teststandard GB/T229-2020). Den trykmodstandsdygtige skal på en dyb-dybvandsbåd er en typisk repræsentant for høj- og sej titanlegering, der bruges i dybt{17}}dybhavsudstyr, og dykkerdybden af den dykkede er tæt forbundet med materialets specifikke styrke. Alvin undervandsfartøjet i USA har øget sin maksimale dykkerdybde fra 1868 til 4500 meter ved at erstatte det trykfaste skalmateriale fra stål til titanium. Efter yderligere modifikation med titanlegering er dens designdybde blevet øget til 6000 meter. Ser man på materialevalget af trykfaste granater til dybhavsfartøjer i forskellige lande, kan det ses, at de vigtigste kvaliteter af titaniummaterialer er Ti-6Al-4V (TC4) og Ti-6Al-4VELI (TC4ELI), og dykkerdybden af en tre personers dykfartøj lavet af disse to legeringer er ikke større end 7000 meter. I 2017 udviklede og byggede Kina uafhængigt og med succes den bemandede sfæriske granat af TC4ELI-legering og den bemandede sfæriske granat af Ti80-legering og installerede med succes den TC4ELI-bemandede sfæriske granat på Deep Sea Warrior-undervandsbåden med en maksimal dykkerdybde på ikke mere end 7000 meter. Den maksimale dykkedybde af den TC4ELI bemandede sfæriske skal, som er formet som melonblade og importeret fra Rusland, er 7000m. "Striver" 3-personers dykfartøjet lavet af Ti62A legering kan nå en dykkerdybde på 10909m. Legeringen er en højstyrke og høj sejhed skadetolerant titanlegering udviklet i fællesskab af Institute of Metals of the Chinese Academy of Sciences og Baoji Titanium Industry Co., Ltd. svejsbarhed.
Jiti Industry Co., Ltd. og andre enheder har udført ydeevneoptimeringsforskning på Ti62A legering og udviklet Ti542222 titanlegering. Flydestyrkeindekset for denne titanlegering er 1000 MPa, og slagenergien er 40J. Efter dobbelt udglødningsbehandling har den den bedste styrke, plasticitetssejhed.
Med støtte fra relevante nationale projekter har Northwest Institute og 725th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) med succes udviklet titanlegeringer med udbyttestyrker på 800900 og 1000MPa. Northwest Institute har uafhængigt udviklet en høj-styrke - type titanlegering Ti-B25, som har karakteristika af høj styrke og god koldbearbejdningsydeevne og er blevet brugt i vid udstrækning i skibskommunikationssystemer. Institute of Metals of the Chinese Academy of Sciences har udviklet 1000 og 1200 MPa titanlegeringer med høj-styrke og høj sejhed til titanium, der anvendes i havteknik, og har forberedt titanlegeringsskaller til Abyss in-situ videnskabelig eksperimentstation og Abyss Ti-svævefly,64 stort set alle små svævebaner.
I de seneste år har Kina også introduceret additiv fremstillingsteknologi i fremstilling af dybt-udstyrsudstyr. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. har i samarbejde med Xi'an Bolite brugt lasersmeltende depositionsteknologi (LMD) til at prøvefremstilling af titanlegeringspropeller, hule skaller osv. Institute of Metals of the Chinese Academy of Sciences, i samarbejde med Shanghai University of Science and Technology, har udviklet alle titanium-komponenter{{5} additiv fremstilling og pulvervarme isostatiske presseprocesser. Baseret på designideen om høj underkølingssammensætning og forstærknings- og hærdningsmetoden for titanlegeringer med høj-styrke, er der udviklet et svagt tekstur, ligeakset krystalsammensætningssystem af titanlegering, der er egnet til additive fremstillingsprocesser, hvilket gør det muligt for titanlegeringer, der er fremstillet med additiver, at opnå fremragende mekanik og tropisk egenskab, der matcher plastikegenskaber.
I løbet af den 14. femårsplanperiode udviklede Northwest Institute, baseret på delprojektet af det nationale nøgle-F&U-program "Optimering og forberedelse af højstyrke og sej titaniumlegeringsammensætning til Deep Sea Extreme Service Environment", ultra højstyrke titanlegering Ti1300G til dybhavsudstyr og højstyrke og sej titaniumlegering baseret på højstyrke Ti5321 og tilføjelsesudstyr baseret på manuel deep seafactur. hårde titanlegeringer Ti1300 og Ti5321. Flydestyrken af Ti1300G legerings trykfast skal kan nå 1250MPa, forlængelse større end eller lig med 9%, slagenergi større end eller lig med 24J og brudsejhed større end eller lig med 60MPa · m1/2; Flydestyrken af Ti5321G legeringsadditiv fremstillede komponenter kan nå 1050MPa, og forlængelseshastigheden er større end eller lig med 9%. En trykbestandig skalkomponent til dyb{16}}svævefly blev fremstillet ved hjælp af Ti1300G-legering, og en dyb{18}}rov-propelpropel og eksperimentel manipulatorarm blev forberedt ved hjælp af Ti5321G-legering. I øjeblikket venter den trykfaste skal på test efter installation, og ROV'en har med succes bestået søforsøg i Det Sydkinesiske Hav.
Anmod om et tilbud
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
