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鈦作為海軍工程材料的應用前景

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2016-06-30 | 瀏覽:1130 ]

鈦 因其質量輕、比強高、耐腐蝕、無磁性等優異性能而被譽為“海洋金屬 ”,被普遍認為是海軍工程最有應用前途的金屬材料,已被世界各國廣泛應用于水面艦船、水下潛艇、深潛器、水中兵器、通訊設備等領域。

研究工作表明:鈦材具有很好的耐海水腐蝕性,歷經5年的天然靜海水腐蝕試驗表明,鈦無應力腐蝕傾向,且在天然海水中不發生縫隙腐蝕。鈦材對沖刷腐蝕也具有很強的抵抗能力,對比試驗表明,鎳 合金在流速大于5m/s時,耐沖刷腐蝕性能很差,而鈦合金 在7m/s,10m/s以上流速沖刷下仍然保持完好無損。海水中的氯化物離子難以破壞鈦合金表面的鈍化膜,因而不易發生像不銹鋼和鋁那樣的點蝕、間隙腐蝕以及應力腐蝕。此外,與不銹鋼不同,鈦合金的焊接以及冷加工不會導致鈦材耐蝕性能變化。針對海生物附著問題,對水下潛艇通海系統管道所做的實際考察表明,海生物生長極少,主循環水系統也沒有生長海生物。

美國、日本、俄羅斯在深潛器上已成功地使用了鈦材,使下潛深度分別達到了5000,6000和6500米。俄羅斯是在核潛艇中使用鈦材最多的國家,其中最典型的是全鈦核潛艇,其單艇用鈦材達到9000噸;其它核潛艇中的冷凝器、熱交換器、聲納導流罩、通海管路系統、波紋管等都采用鈦材。常規潛艇中的柴油機燃氣排出系統、聲納導流罩、通海管路系統、波紋管、泵、閥也都大量應用鈦材。俄羅斯的導彈驅逐艦、航空母艦的聲納導流系統、通海管路系統、波紋管、泵、閥也都廣泛使用鈦材。其主要艦船都經受過了北極、南極、赤道、太平洋、印度洋、大西洋的全球海域航行的考驗,解決了設計許用應力、安全系數選取等問題。美國、日本多種艦船噴水推進裝置上也都使用鈦材,有效地克服了采用銅合金在航行時切割地球磁力線而產生較大感應電流的不利影響。英國的北海油田用鈦合金代替Cr-Mo合金鋼做高壓管路,減少了質量和維護費用,使采油成本下降40%。他們采用單根尺寸為609mm×25mm×1460mm的30根管組成了400多米長,總重900噸的特大油管,用于水深350米的海底采油系統。

國際上的大量應用實例已充分證明,鈦及鈦合金無疑是特別適合于海水條件下使用的材料,俄羅斯在海軍裝備中大量采用鈦合金并在實際應用中成功經受考驗就是一個有力的例證。我國目前的鈦材生產水平已和國外水平相當,我國鈦工業的發展已經能夠滿足海軍大規模用鈦的需求,然而,我國鈦材在海軍工程上的應用水平卻與國際上的現有情況存在相當大的差距,這方面的研發工作還處于分散、零星的狀態。為了我們祖國建設起強大的海軍,我們應該以科學發展引領各部門的協調合作,提高水平,降低造價,盡快把鈦材在海軍工程中應用推廣到位。

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