Glavna područja primjene legure titana na brodovima uključuju školjke otporne na pritisak, sustave cjevovoda za morsku vodu, izmjenjivače topline, hladnjake, razne spojeve cijevi, komponente motora, uređaje za podizanje i uređaje za lansiranje. Rusija i Sjedinjene Države bile su prve zemlje koje su se uključile u istraživanje legura titana za brodove i formirale vlastite sustave legura titana za brodove. Rusija je predvodnik u svijetu u razvoju i praktičnoj primjeni titana za brodove, s različitim razinama čvrstoće legura titana za brodove, i klasificirala je te legure titana prema njihovoj upotrebi. Trenutno je to jedina zemlja sa svim podmornicama od titana. Kina je počela razvijati legure titana za brodove 1960-ih, a sada je formirala seriju legura titana za brodove s rasponom čvrstoće od 320-1250 MPa. Glavne kvalitete uključuju legure male čvrstoće kao što su TA2 i Ti31, legure srednje čvrstoće kao što su Ti70, Ti75 i Ti91 i legure visoke-čvrstoće kao što su TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 i Ti-B25. Iz perspektive vrsta legura, legure titana niske i srednje čvrstoće za brodove obično su legure titana alfa i blizu alfa, dok su legure titana visoke -čvrstoće za brodove legure titana alfa+beta ili blizu beta. Legura titana niske čvrstoće ima karakteristike visoke plastičnosti i dobre zavarljivosti, što ju čini jednostavnom za preradu u cijevi s tankom-zidom i prikladnom za pripremu raznih izmjenjivača topline, hladnjaka i drugih materijala za cijevi; Legura titana srednje čvrstoće ima dobro sveobuhvatno podudaranje performansi i prikladna je za komponente velikog presjeka, morske cjevovode itd.; Legura titana visoke čvrstoće ima karakteristike visoke čvrstoće i niske plastičnosti, te je prikladna za školjke otporne na pritisak, visokotlačne posude, posebne brodske komponente itd.
Za obične konstrukcijske komponente od legure titana za brodove, s obzirom na usklađivanje čvrstoće i žilavosti materijala, žilavosti loma uslijed korozije na naprezanje, zavarljivosti itd., razina čvrstoće materijala ne bi trebala biti previsoka, a zrele legure titana blizu alfa treba odabrati što je više moguće. Međutim, za konstrukcijske komponente s posebnim zahtjevima čvrstoće moraju se odabrati-legure titana visoke čvrstoće. S razvojem pomorske opreme prema tamnoplavom, postavljeni su veći zahtjevi za performanse titanskih materijala koji se koriste u strukturama otpornim na pritisak kao što su duboko-morske podmornice i duboke svemirske stanice, promičući razvoj-titanskih legura visoke čvrstoće za pomorsku upotrebu. Poboljšanje čvrstoće materijala može smanjiti debljinu-presjeka komponenti i težinu struktura otpornih na pritisak. Međutim, povećanje čvrstoće često žrtvuje žilavost materijala. Stoga je održavanje visoke čvrstoće uz dobru žilavost ključ za primjenu-legura titana visoke čvrstoće za brodove. Legure titana visoke čvrstoće i žilavosti također su posljednjih godina postale žarište istraživanja za razne istraživačke institute i titanska poduzeća. Istraživački pristup provodi se s dva aspekta. S jedne strane, kao odgovor na hitne potrebe velikih nacionalnih projekata, dizajnerske jedinice imaju tendenciju odabira zrelijih materijala od legure titana. Optimiziranjem sastava legure i procesa pripreme komponenata, može se istražiti potencijal izvedbe materijala, a može se poboljšati usklađenost čvrstoće i žilavosti legura. Mnoge su studije usmjerene na optimizaciju dizajna zrelih legura TC4 i Ti80. S druge strane, oslanjamo se na razvojni koncept zrakoplovno-svemirskih legura titana visoke-čvrstoće i žilavih kako bismo razvili nove vrste-čvrstih i žilavih legura titana visoke čvrstoće za brodogradnju.
Tijekom 13. petogodišnjeg planskog razdoblja, Northwest Nonferrous Metals Research Institute (Northwest Institute) proveo je istraživanje o dizajnu optimizacije sastava legure na temelju legure Ti80, s ciljem poboljšanja žilavosti legure uz zadržavanje njene visoke čvrstoće. Utjecaj - stabilnih elemenata, - stabilnih elemenata i međuprostornih elemenata na čvrstoću i žilavost legure Ti80 sustavno je proučavan kombinacijom proračuna i eksperimenata teorije Yu Rui. Mikromehanizam utjecaja elemenata na čvrstoću i žilavost legure otkriven je proračunima Yu Rui teorije. Provedeno je dubinsko istraživanje promjena čvrstoće i žilavosti Ti-6Al legure nakon dodavanja Mo i Nb elemenata. Utvrđeno je da elementi Mo i Nb malo utječu na vlačna svojstva legure pri sobnoj temperaturi, ali mogu značajno poboljšati udarnu žilavost legure. To se uglavnom pripisuje dodatku - stabilizirajućih elemenata koji mijenjaju fazni sastav u mikrostrukturi, pobuđujući više dislokacija i deformacijskih blizanaca pod udarnim opterećenjem, trošeći više udarnog opterećenja, čime se poboljšava sposobnost legure da se odupre širenju pukotine i postižu bolje performanse pri udaru. Proučavan je utjecaj sadržaja O elementa na udarnu izvedbu šipki od legure Ti80 s različitom mikrostrukturom i utvrđeno je da je udarna izvedba osjetljivija na sadržaj O elementa u leguri. Podešavanjem sadržaja svakog elementa i sustava toplinske obrade, utvrđeno je da legura Ti80 ima najbolje usklađenje čvrstoće i žilavosti u žarenom stanju. Njegova mikrostruktura je bimodalna struktura sastavljena od primarne alfa faze jednakih osi i beta prijelazne faze, kao što je prikazano na slici 1.
Slika 2 prikazuje utjecaj sadržaja O na granicu tečenja i udarnu energiju legure Ti80 s dvostrukom mikrostrukturom. Može se zaključiti da kada je sadržaj O 0,1% (maseni udio), granica tečenja legure doseže 800 MPa, a energija udarca može doseći 72 J (standard ispitivanja GB/T229-2020). Oklop otporan na pritisak duboko-morske podmornice tipičan je predstavnik visoke-čvrste i žilave legure titana koja se koristi u duboko{17}}morskoj opremi, a dubina ronjenja podmornice usko je povezana sa specifičnom čvrstoćom materijala. Podmornica Alvin u Sjedinjenim Državama povećala je svoju maksimalnu dubinu ronjenja s 1868 na 4500 metara zamjenom materijala otpornog na pritisak čelika na titan. Nakon daljnjih modifikacija legurom titana, projektirana mu je dubina povećana na 6000 metara. Gledajući izbor materijala za školjke otporne na pritisak za dubokomorske podmornice u raznim zemljama, može se vidjeti da su glavne klase titanskih materijala Ti-6Al-4V (TC4) i Ti-6Al-4VELI (TC4ELI), a dubina ronjenja podmornice za tri osobe izrađene od ove dvije legure nije veća od 7000 metara. Godine 2017. Kina je neovisno razvila i uspješno izradila sferičnu školjku s posadom od legure TC4ELI i sferičnu školjku s posadom od legure Ti80, te je uspješno instalirala sferičnu školjku s posadom TC4ELI na podmornicu Deep Sea Warrior, s maksimalnom dubinom ronjenja od ne više od 7000 metara. Maksimalna dubina ronjenja sferične školjke s ljudskom posadom TC4ELI, koja je u obliku latica dinje i uvezena je iz Rusije, iznosi 7000 m. Podmornica "Striver" za 3 osobe izrađena od legure Ti62A može doseći dubinu ronjenja od 10909 m Legura je legura titana visoke čvrstoće i otporna na oštećenja koju su zajednički razvili Institut za metale Kineske akademije znanosti i Baoji Titanium Industry Co., Ltd. Čvrstoća ove legure uvelike je poboljšana u usporedbi s legurom TC4, dok zadržava dobra žilavost i zavarljivost.
Jiti Industry Co., Ltd. i druge jedinice provele su istraživanje optimizacije performansi legure Ti62A i razvile leguru titana Ti542222. Indeks granice razvlačenja ove legure titana je 1000MPa, a energija udara 40J. Nakon obrade dvostrukog žarenja, ima najbolju usklađenost čvrstoće, plastičnosti i žilavosti.
Uz podršku relevantnih nacionalnih projekata, Northwest Institute i 725th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) uspješno su razvili legure titana s čvrstoćom razvlačenja od 800900 i 1000 MPa. Northwest Institute je neovisno razvio titanovu leguru visoke -čvrstoće - Ti-B25, koja ima karakteristike visoke čvrstoće i dobre performanse pri hladnoj obradi, a naširoko se koristi u brodskim komunikacijskim sustavima. Institut za metale Kineske akademije znanosti razvio je legure titana visoke -čvrstoće i žilavosti od 1000 i 1200 MPa za titan koji se koristi u oceanskom inženjerstvu i pripremio je školjke od legure titana za stanicu za znanstvene eksperimente Abyss in{12}}i jedrilicu Abyss u malim serijama, u osnovi zamjenjujući leguru Ti64.
Posljednjih godina Kina je također uvela tehnologiju aditivne proizvodnje u-proizvodnju opreme za dubinske vode. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd., u suradnji s tvrtkom Xi'an Bolite, koristila je tehnologiju laserskog taljenja (LMD) za probnu proizvodnju propelera od legure titana, šupljih školjki itd. Institut za metale Kineske akademije znanosti, u suradnji sa Sveučilištem za znanost i tehnologiju u Šangaju, razvio je razne komponente od legure titana za dubinsko-inženjering korištenjem aditivne proizvodnje i procesa vrućeg izostatičkog prešanja praha. Na temelju ideje o dizajnu sastava s visokim pothlađenjem i metodama ojačavanja i otvrdnjavanja legura titana visoke-čvrstoće, razvijen je sustav sastava legure titana s kristalima slabe teksture s jednakom osi, prikladan za proizvodne procese s aditivima, što omogućuje legurama titana proizvedenima s aditivima postizanje izvrsne čvrstoće, plastičnog podudaranja i izotropije mehaničkih svojstava.
Tijekom 14. petogodišnjeg planskog razdoblja, Northwest Institute, oslanjajući se na podprojekt Nacionalnog ključnog programa za istraživanje i razvoj "Optimizacija i priprema sastava legure titana visoke čvrstoće i otpornosti za ekstremna radna okruženja u dubokom moru", razvio je leguru titana ultra visoke čvrstoće Ti1300G za opremu za duboko more i leguru titana visoke čvrstoće i otpornosti Ti5321G za aditiv za opremu za duboko more proizvodnja na bazi visoke čvrstoće i žilavih legura titana Ti1300 i Ti5321. Granica razvlačenja ljuske otporne na pritisak od legure Ti1300G može doseći 1250MPa, istezanje veće ili jednako 9%, energija udarca veća ili jednaka 24J, a žilavost loma veća ili jednaka 60MPa · m1/2; Granica razvlačenja komponenti proizvedenih aditivima od legure Ti5321G može doseći 1050MPa, a stopa istezanja je veća ili jednaka 9%. Komponenta školjke otporna na pritisak za-dubinske jedrilice pripremljena je pomoću legure Ti1300G, a propeler-propelera za dubokomorski ROV i eksperimentalna manipulatorska ruka pripremljeni su pomoću legure Ti5321G. Trenutačno, školjka otporna na pritisak čeka na testiranje nakon instalacije, a ROV je uspješno prošao probe u Južnom kineskom moru.
Zatražite ponudu
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
