Titan och titanlegeringsmaterial används i stor utsträckning på fartyg, förutom fartygsinventarier och hytter, all större utrustning och delar kan använda titan och titanlegeringsmaterial, såsom elektroniska informationssystem, kraftsystem, hjälpsystem, skrovstrukturer, framdrivningssystem, etc. Utländska titanlegeringsmaterial används huvudsakligen i skrovkonstruktionsmaterial, fartygspumpar, ventiler, rör och andra tillbehör, drivenheter, värmeväxlare, kondensorer, kylare, förångare, akustiska enheter, etc.; inhemska titanlegeringsmaterial används huvudsakligen i djupa dränkbara farkoster, drivenheter, radar ombord, elektronisk utrustning, fästelement, etc.
1. Trycktåligt hölje
Inom fartygsområdet används djupa dränkbara båtar och ubåtar främst för tryckbeständiga skal av titanlegering. Egenskaperna hos titanlegering, såsom hög specifik hållfasthet, god korrosionsbeständighet och icke-magnetiska egenskaper, gör det till ett högkvalitativt material för tillverkning av tryckbeständiga skal av djuphavsutrustning.
Ryssland är det första landet som använder tryckbeständiga granater av titanlegering på atomubåtar, och det är också världens teknikledare. Sedan 1960-talet har Ryssland (fd Sovjetunionen) tillverkat en serie ubåtar av titanlegering. I början tillverkade Ryssland kryssningsmissilens kärnubåt av titanlegering nr 661, som är en testbåt. Senare tillverkade Ryssland successivt 7 ubåtar i "Alpha" klass titanlegering, 1 ubåt av "Mike" klass och 4 ubåtar av "Sierra" klass. Dessa atomubåtar är alla attack-typ, och "Alpha" klass titanlegering ubåt använder 3000 ton titanlegering. Kärnubåten av typen "Typhoon" tillverkad i Ryssland är den ubåt med den största volymen och tonnaget i världen, och dess titanförbrukning når 9000 ton.
För närvarande använder Rysslands senaste generation av kärnvapenubåtar av "Borei"-klassen också tryckbeständiga skal av titanlegering.
En annan viktig tillämpning av tryckskrov av titanlegering är djupt nedsänkbar. "Jiaolong"-bemannad undervattensbåt är en bemannad undervattensbåt som utvecklats oberoende av mitt land, med ett designat maximalt dykdjup på mer än 7,000 meter. Det trycktåliga skalet på den bemannade dränkbara "Jiaolong" är gjord av titanlegering. För närvarande använder de flesta av världens stora bemannade dränkbara båtar titanlegeringar som förberedelsematerial för tryckbeständiga skal. Till exempel är skalmaterialen i bemannade dränkbara undervattensfarkoster med stort djup som Alvin och NewAlvin i USA, Jiaolong i Kina, Nautile i Frankrike och Shinkai 6500 i Japan alla titanlegeringar [9]. Titanlegering har blivit det valda materialet för djupa nedsänkbara tryckskal.
2. Kraftframdrivningsanordning
På grund av påverkan av havsvatten och marint klimat måste fartygets propellermaterial ha hög korrosionsutmattningshållfasthet och kavitationsbeständighet. Jämfört med kopparlegeringar och stål har titanlegeringar fördelar i korrosionsutmattningshållfasthet och kavitationsbeständighet. Dessutom, på grund av den låga densiteten hos titanlegering, när man tillverkar propellrar av samma skala, jämfört med andra vanligt använda material, är massan av titanlegeringspropellrar liten. Därför kan fartyg som använder propellrar av titanlegering köras mer effektivt. I kombination med titanlegeringspropellerns höga korrosionsutmattningshållfasthet och kavitationsbeständighet blir dess underhåll och underhåll enklare, vilket förlänger propellerns livslängd. Titanlegering är ett idealiskt material för fartygspropeller.
Ryssland, Storbritannien etc. började redan på 1960-talet försöka använda propellrar av titanlegering på fartyg. Till exempel använder Ryssland propellrar av titanlegering i sina kärnubåtar av klass "Alpha" och "Mike". USA har också använt propellrar av titanlegering på många fartyg. Till exempel använder den amerikanska flottans 50t-klassade ubåtsjägare en trebladig, löstagbar, superkaviterande propeller av titanlegering med en diameter på 812,8 mm.
"Ashville" höghastighetskanonbåten använder en fyrbladig titanlegeringspropeller med variabel stigning. Den amerikanska stora militära bärplansbåten "Plainview" använder en fyrbladig, löstagbar, superkaviterande propeller av titanlegering med en diameter på 1,52 m i diameter gjord av Ti-6Al-4V-material. Vårt land har också framgångsrikt utvecklat en mängd olika titanlegeringspropellrar och framgångsrikt använt dem på många fartyg. Till exempel utvecklades Ti-5Al-2.5Sn och Ti-6Al-4V titanlegerings hydrofoilpropellrar framgångsrikt 1972 och har hittills använts på många fartyg . År av användningsresultat visar att titanlegeringspropellrar har stark korrosionsbeständighet och deras livslängd är tre gånger så lång som för traditionella kopparlegeringspropellrar.
Förutom fartygspropellrar används titanlegeringsmaterial även i fartygsmotorer. Till exempel använder den atomdrivna isbrytaren tillverkad i Ryssland en ångmaskin som innehåller titanlegeringsmaterial. Användningen av framdrivningsanordningar i titanlegering kan förhindra att fartyget påverkas av den stora inducerade strömmen som orsakas av att jordens magnetfältslinjer skärs av när man seglar. Dessutom används titanlegeringsmaterial även i vattenjetframdrivningsanordningar på vissa fartyg, som den amerikanska SES-100A-testbåten och den japanska torpedbåten "PT-10". Deras vattenjetframdrivningsanordning använder industriellt rent titan och titanlegeringssmide, vilket minskar kvaliteten på enheten och förbättrar effektiviteten hos vattenjetframdrivningsanordningen.
3. Pumpar, ventiler, rör och andra tillbehör
Rysslands krav för driften av fartygets rörsystem är att konstruktionsmaterialen ska ha en livslängd på 8 till 9 år innan den första reparationen i dockan, och livslängden innan systemet är helt utbytt bör inte vara mindre än 15 år . Detta krav kan säkerställa att fartyg av alla klasser effektivt kan tjäna i 25~30 år. Fartygen verkar till sjöss, så pumparna, ventilerna, rören och andra tillbehör på fartyget står inför svåra tester av den marina miljön.
Rörsystemet för ryska civila fartyg väljer vanligtvis M3C-kopparrör och MH-5-1-kopparlegeringar beroende på vattenflödets hastighet, medan ventiler, pumpar och värmeväxlare använder kopparlegeringar. Om kopparlegeringsmaterialet används för fartygets rörledning kan korrosionsskador ha uppstått under det andra året och det är svårt att uppfylla ovan nämnda servicekrav. För att uppfylla användningskraven kan rörets tjocklek behöva förtjockas, och samtidigt måste rörets diameter förstoras för att säkerställa vattenflödeshastigheten. Fartygets övergripande rörsystem ökar i vikt och kostnad.
Emellertid använder pumpar, ventiler, rör etc. från ryska krigsfartyg mestadels titanlegeringsmaterial. Krigsfartyg har varit i tjänst under lång tid, och deras användning har bevisat att titanlegeringsrör, ventiler, pumpar, värmeväxlare och andra produkter är mycket motståndskraftiga mot havsvattenkorrosion och har en lång livslängd. Om alla titanmaterial används för att tillverka fartygets vattenintagssystem kan systemets livslängd förlängas avsevärt och tillförlitligheten i användningen förbättras.
Den amerikanska flottan använder rörsystem av titanlegering på fartyg. Jämfört med traditionella koppar-nickellegeringar har titanlegeringar stark korrosionsbeständighet och kommer inte att eroderas av havsvatten även i höghastighetsströmmande havsvatten (med en flödeshastighet på 13m/s), speciellt lämplig för dynamiska rörledningar där arbetsmediet är Havsvatten, hög hastighet, högtrycksledningar. Därför, i fallet med att säkerställa samma havsvattenflödeshastighet, tillåter den höga korrosionsbeständigheten hos titanlegeringen att designen av rörledningen blir tunnare, diametern på rörledningen minskas, utrymmet som fartyget upptar minskas, flexibiliteten av layouten förbättras och underhållskostnaden minskar också. minska. Dessutom är densiteten hos titanlegeringen liten, vilket är ungefär hälften av den hos koppar-nickellegeringen, och kvaliteten på den rörledning som produceras av den är liten, så att utrustningen som används för hjälprörledning minskar. Fartygen är mindre lastade och förbrukar mindre bränsle.
4. Akustisk enhet
Akustiska enheter på fartyg kan också använda titanlegeringsmaterial, såsom tillverkning av ekolodskupol, undervattens akustiska givare, mikrofoner, telefondelar, etc. Ekolod är den mest effektiva utrustningen för undervattensmåldetektion av fartyg. Rostfritt stål och fiberförstärkt FRP används mest i mitt land, men jämfört med titanlegeringsmaterial är deras ljudpermeabilitet och krocksäkerhet relativt svag. Ryssland har redan applicerat ekolodskupolen av titanlegering på atomubåten "Kursk", hangarfartyget "Minsk" och hangarfartyget "Kiev", etc. Den faktiska ekolodsdetekteringseffekten är relativt god.
