Els materials d'aliatge de titani i titani s'utilitzen àmpliament als vaixells, a excepció dels accessoris del vaixell i les instal·lacions de la cabina, tots els equips i peces grans poden utilitzar materials d'aliatge de titani i titani, com ara sistemes d'informació electrònica, sistemes d'alimentació, sistemes auxiliars, estructures de casc, sistemes de propulsió, etc. Els materials d'aliatge de titani estrangers s'utilitzen principalment en materials estructurals de casc, bombes de vaixells, vàlvules, canonades i altres accessoris, accionaments elèctrics, intercanviadors de calor, condensadors, refrigeradors, evaporadors, dispositius acústics, etc.; Els materials domèstics d'aliatge de titani s'utilitzen principalment en submergibles profunds, accionaments elèctrics, radars de vaixells, equips electrònics, elements de subjecció, etc.
1. Carcassa resistent a la pressió
En el camp dels vaixells, els submergibles profunds i els submarins s'utilitzen principalment per a cartusses resistents a la pressió d'aliatge de titani. Les característiques de l'aliatge de titani, com ara una alta resistència específica, una bona resistència a la corrosió i propietats no magnètiques, el converteixen en un material d'alta qualitat per a la fabricació de closques resistents a la pressió d'equips d'aigües profundes.
Rússia és el primer país que utilitza cartusses resistents a la pressió d'aliatge de titani en submarins nuclears, i també és el líder tecnològic mundial. Des de la dècada de 1960, Rússia (l'antiga Unió Soviètica) ha fabricat una sèrie de submarins d'aliatge de titani. Al principi, Rússia va fabricar el submarí nuclear de míssils de creuer d'aliatge de titani número 661, que és un vaixell de prova. Més tard, Rússia va fabricar successivament 7 submarins d'aliatge de titani de classe "Alpha", 1 submarí de classe "Mike" i 4 submarins de classe "Sierra". Tots aquests submarins nuclears són de tipus atac, i el submarí d'aliatge de titani de classe "Alpha" utilitza 3000 tones d'aliatge de titani. El submarí nuclear de classe "Typhoon" fabricat a Rússia és el submarí amb el volum i el tonatge més gran del món, i el seu consum de titani arriba a les 9000t.
En l'actualitat, l'última generació de submarins nuclears de la classe "Borei" de Rússia també utilitzen closques resistents a la pressió d'aliatge de titani.
Una altra aplicació important del casc de pressió d'aliatge de titani és el submergible profund. El submergible tripulat "Jiaolong" és un submergible tripulat desenvolupat de manera independent pel meu país, amb una profunditat de busseig màxima dissenyada de més de 7,000 metres. La carcassa resistent a la pressió del submergible tripulat "Jiaolong" està feta d'aliatge de titani. En l'actualitat, la majoria dels principals submergibles tripulats de gran profunditat del món utilitzen materials d'aliatge de titani com a materials de preparació per a closques resistents a la pressió. Per exemple, els materials de closca dels submergibles tripulats de gran profunditat com Alvin i NewAlvin als Estats Units, Jiaolong a la Xina, Nautile a França i Shinkai 6500 al Japó són tots aliatges de titani [9]. L'aliatge de titani s'ha convertit en el material escollit per a les closques de pressió submergibles profundes.
2. Dispositiu de propulsió de potència
A causa de la influència de l'aigua de mar i el clima marí, el material de l'hèlix del vaixell ha de tenir una gran resistència a la fatiga a la corrosió i resistència a la cavitació. En comparació amb els aliatges i els acers de coure, els aliatges de titani tenen avantatges en la resistència a la fatiga de la corrosió i la resistència a la cavitació. A més, a causa de la baixa densitat de l'aliatge de titani, quan es fabriquen hèlixs de la mateixa escala, en comparació amb altres materials d'ús habitual, la massa de les hèlixs d'aliatge de titani és petita. Per tant, els vaixells que utilitzen hèlixs d'aliatge de titani es poden conduir de manera més eficient. Combinat amb l'alta resistència a la fatiga a la corrosió i la resistència a la cavitació de l'hèlix d'aliatge de titani, el seu manteniment i manteniment serà més fàcil, allargant la vida útil de l'hèlix. L'aliatge de titani és un material ideal per a l'hèlix del vaixell.
Rússia, el Regne Unit, etc. van començar a intentar utilitzar hèlixs d'aliatge de titani als vaixells ja als anys 60. Per exemple, Rússia utilitza hèlixs d'aliatge de titani en els seus submarins nuclears de classe "Alpha" i classe "Mike". Els Estats Units també han utilitzat hèlixs d'aliatge de titani en molts vaixells. Per exemple, el caçador de submarins de recerca de classe 50t de la Marina dels Estats Units utilitza una hèlix d'aliatge de titani supercavitant, desmuntable i de tres pales amb un diàmetre de 812,8 mm.
La canonera d'alta velocitat "Ashville" utilitza una hèlix d'aliatge de titani de quatre pales de pas variable. El gran vaixell militar nord-americà "Plainview" utilitza una hèlix d'aliatge de titani supercavitant de quatre pales de 1,52 m de diàmetre, desmuntable i feta de material Ti-6Al{-4V. El nostre país també ha desenvolupat amb èxit una varietat d'hèlixs d'aliatge de titani i les ha utilitzat amb èxit en molts vaixells. Per exemple, les hèlix d'aliatge de titani Ti-5Al{-2.5Sn i Ti{-6Al{-4V es van desenvolupar amb èxit el 1972 i fins ara s'han utilitzat en molts vaixells . Els resultats d'anys d'ús mostren que les hèlixs d'aliatge de titani tenen una forta resistència a la corrosió i la seva vida útil és tres vegades superior a la de les hèlixs d'aliatge de coure tradicionals.
A més de les hèlixs de vaixells, també s'utilitzen materials d'aliatge de titani en els motors dels vaixells. Per exemple, el trencaglaç de propulsió atòmica fabricat a Rússia utilitza una màquina de vapor que conté materials d'aliatge de titani. L'ús d'un dispositiu de propulsió d'aliatge de titani pot evitar que el vaixell es vegi afectat pel gran corrent induït causat pel tall de les línies del camp magnètic terrestre quan es navega. A més, els materials d'aliatge de titani també s'utilitzen en els dispositius de propulsió per raig d'aigua d'alguns vaixells, com el vaixell de prova nord-americà SES-100A i el vaixell torpedero japonès "PT-10". El seu dispositiu de propulsió per raig d'aigua utilitza titani pur industrial i forja d'aliatge de titani, que redueix la qualitat del dispositiu i millora l'eficiència del dispositiu de propulsió per raig d'aigua.
3. Bombes, vàlvules, canonades i altres accessoris
El requisit de Rússia per al funcionament del sistema de canonades del vaixell és que els materials estructurals hagin de tenir una vida útil de 8 a 9 anys abans de la primera reparació al moll, i la vida útil abans de substituir completament el sistema no hauria de ser inferior a 15 anys. . Aquest requisit pot garantir que els vaixells de totes les classes puguin servir efectivament durant 25-30 anys. Els vaixells operen al mar, de manera que les bombes, vàlvules, canonades i altres accessoris del vaixell s'enfronten a la dura prova del medi marí.
El sistema de canonades dels vaixells civils russos tria generalment canonades de coure M3C i canonades d'aliatge de coure MH-5-1 segons la velocitat del flux d'aigua, mentre que les vàlvules, les bombes i els intercanviadors de calor utilitzen aliatges de coure. Si el material d'aliatge de coure s'utilitza per a la canonada del vaixell, es pot haver produït danys per corrosió durant el segon any i és difícil complir els requisits de servei esmentats anteriorment. Per satisfer els requisits d'ús, és possible que s'hagi d'engrossir el gruix de la canonada i, al mateix temps, s'ha d'ampliar el diàmetre de la canonada per garantir la velocitat del flux d'aigua. El sistema general de canonades del vaixell augmenta en pes i cost.
Tanmateix, les bombes, vàlvules, canonades, etc. dels vaixells de guerra russos utilitzen majoritàriament materials d'aliatge de titani. Els vaixells de guerra han estat en servei durant molt de temps i el seu ús ha demostrat que les canonades, vàlvules, bombes, intercanviadors de calor i altres productes d'aliatge de titani són altament resistents a la corrosió de l'aigua de mar i tenen una llarga vida útil. Si s'utilitzen tots els materials de titani per fabricar el sistema d'admissió d'aigua del vaixell, la vida útil del sistema es pot allargar significativament i es pot millorar la fiabilitat d'ús.
La Marina dels EUA utilitza sistemes de canonades d'aliatge de titani als vaixells. En comparació amb les canonades tradicionals d'aliatge de coure-níquel, els aliatges de titani tenen una forta resistència a la corrosió i no seran erosionats per l'aigua de mar fins i tot en aigua de mar que flueix a alta velocitat (a un cabal de 13 m/s), especialment adequat per a canonades dinàmiques on el medi de treball és aigua de mar, canonades d'alta velocitat i alta pressió. Per tant, en el cas d'assegurar el mateix cabal d'aigua de mar, l'alta resistència a la corrosió de l'aliatge de titani permet que el disseny de la canonada sigui més prim, es redueix el diàmetre de la canonada, es redueix l'espai ocupat pel vaixell, la flexibilitat de Es millora el disseny i també es redueix el cost de manteniment. reduir. A més, la densitat de l'aliatge de titani és petita, que és aproximadament la meitat de la de l'aliatge de coure-níquel, i la qualitat de la canonada produïda per aquest és petita, de manera que es redueix l'equip utilitzat per a la canonada de suport auxiliar. Els vaixells estan menys carregats i consumeixen menys combustible.
4. Dispositiu acústic
Els dispositius acústics dels vaixells també poden utilitzar materials d'aliatge de titani, com ara la fabricació de cúpula de sonar, components de transductors acústics submarins, micròfons, peces de telèfon, etc. El sonar és l'equip més eficaç per a la detecció d'objectius submarins de vaixells. L'acer inoxidable i el FRP reforçat amb fibra s'utilitzen principalment al meu país, però en comparació amb els materials d'aliatge de titani, la seva permeabilitat i resistència al so són relativament febles. Rússia ja ha aplicat la cúpula del sonar d'aliatge de titani al submarí nuclear "Kursk", al portaavions "Minsk" i al portaavions "Kíev", etc. L'efecte real de detecció del sonar és relativament bo.
