鈦與船舶艦艇
發布時間：2021年09月24日 閱讀次數：964
船舶是民用的，艦艇是軍用的，在戰時船舶也常常被征用，運輸軍需物資。舶是大船，又特指航行于海上的船；艇指比較輕便的舟，如汽艇與救生艇，也指小型軍用船只與潛行于水下的軍用船只；艦是大型戰船，排水量一般大于500t。鈦及鈦合金有優異的抗海水與海洋氣氛腐蝕的性能，是制造船舶艦艇零部件與海洋設施結構件最合適的材料：螺旋槳推進器、潛艇鞭式天線與殼體、海水管道、冷凝器和熱交換器、聲學系統、消防設備等，都是鈦及鈦合金的天下。應用的合金主要有：工業純鈦、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4VELI、Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo、Ti-3Al-2.5V等，此外，Ti-Ni形狀記憶合金在潛艇中也獲得應用，用于制造焊接管接頭。
鈦合金潛水艇
蘇聯在用鈦合金制造潛水艇與核潛艇領域居世界領先水平，也是首個用鈦合金制造深海耐壓鈦合金殼體的國家，最多年份里鈦合金厚板厚壁管材用量近1萬t，占鈦合金當年產量的1/3-1/2。鈦合金具備制造殼體的各種性能：高的強度性能、優秀的抗疲勞性能、無磁性、能抗住深水炸彈爆炸沖擊波，鈦合金有良好的導熱性，是制造潛水艇熱交換器的良好材料。蘇聯于1991年解體后，俄羅斯繼續引領著鈦工業向前發展。鈦合金板帶材在圣彼得堡（蘇聯時期稱列寧格勒）軋制，而鑄錠在上薩爾達冶金聯合公司鑄造。
蘇聯從20世紀60年代開始研究鈦合金在艦艇中應用，1968年12月第一艘K162號全鈦核潛艇下水，1970年建造了首艘ALFA級核潛艇，據稱到1988年已建造6艘，每艘鈦材用量約3kt，它的一些技術參數見表1。
20世紀80年代，蘇聯又制造了6艘“臺風”級彈道導彈核潛艇，首艘1980年建造，1984年服役，每艘鈦材用量9kt，水下排水量33.8kt，水下航速約27kn，這是世界上最大的潛艇，雙殼體結構，非耐壓殼體由高強低磁鋼制造，耐壓殼體則是用鈦合金打造的。美國1980年服役的“俄亥俄”級核導彈潛艇是全鈦的，水下航速20kn。
原子動力船
蘇聯時期的原子動力（核電）船早先的蒸汽機、熱交換器、冷凝器等是用不銹鋼制的，經常出毛病，常見滲漏與被腐蝕、事故不斷，后來改用鈦合金制造。這些毛病通通沒有了，發動機使用期限延長了二三十倍。蘇聯鈦合金原子能破冰船的使用情況見表2。
日本的鈦合金漁船
1973年，日本鋼鐵公司、東邦鈦業公司和江藤造船公司聯合打造的首條全鈦漁船長12.5m、寬2.8m，總質量4.6t，船殼采用2.5mm厚的鈦合金板焊接。全鈦漁船質量輕、抗腐蝕、不需要表面處理、附著海洋生物易清理，維護工作量少。至今日本的鈦合金漁船已有20多艘。
艦船用的其他主要鈦合金裝備
聲納導流罩。早期艦船用的聲納導流罩多用玻璃鋼與不銹鋼制造，鈦合金面世后，逐漸改用鈦合金制造，多年的使用情況證明，鈦合金的綜合性能優于其它兩種材料的。
螺旋槳。螺旋槳是船舶艦艇一個非常重要的裝備，工作條件與環境極為嚴峻，制造材料必須具備：強度性能高、在海水中抗疲勞性能強、耐沖刷、抗空泡腐蝕、成形性良好，對高速艇用的材料有更高的要求。實踐證明，鈦合金在當今的螺旋槳材料中具有最佳的綜合性能，自鈦合金大體成熟以后，各國都先后規模不等地采用鈦合金制造螺旋槳。中國從上世紀70年代初開始，用鈦合金制造螺旋槳，1972年就制出水翼快艇螺旋槳，據不完全的統計，至2020年已生產近萬只直徑450mm-1200mm螺旋槳。直徑1200mm固定鈦合金螺旋槳質量約130kg。長期使用證明，鈦合金螺旋槳的使用期限比銅合金的長5倍以上。
泵、閥及管道。船舶艦艇的泵、閥、管道系統等的工作條件極為惡劣，銅、不銹鋼管路的使用壽命只有2年-5年，使用鈦及鈦合金管路后壽命成倍延長。按蘇聯及俄羅斯的有關規定，管路壽命應達到三個年限：首先，應達到第一次進船塢維修期限即八九年；其次，服役期限應不短于15年；總壽命（可靠運行期限）應不短于25年-30年。
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