Titaaniseoksen pääasiallisia käyttöalueita laivoissa ovat paineenkestävät kuoret, merivesiputkijärjestelmät, lämmönvaihtimet, jäähdyttimet, erilaiset putkiliitokset, moottorin komponentit, nostolaitteet ja laukaisulaitteet. Venäjä ja Yhdysvallat aloittivat ensimmäisinä laivojen titaaniseosten tutkimukseen ja muodostivat omat titaaniseosjärjestelmänsä laivoille. Venäjä on maailman kärjessä laivojen titaanin kehittämisessä ja käytännön soveltamisessa, ja laivojen titaaniseoksia on eri lujuusasteilla, ja se on luokitellut nämä titaaniseokset käyttötarkoituksensa mukaan. Se on tällä hetkellä ainoa maa, jossa on kaikki titaanisia sukellusveneitä. Kiina aloitti titaaniseosten kehittämisen laivoille 1960-luvulla, ja nyt se on muodostanut sarjan titaaniseoksia laivoille, joiden lujuusalue on 320-1250 MPa. Päälaatuja ovat heikkolujat seokset, kuten TA2 ja Ti31, keskilujat seokset, kuten Ti70, Ti75 ja Ti91, sekä lujat seokset, kuten TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 ja Ti{21}}B25. Seostyyppien näkökulmasta laivojen matala- ja keskivahvat titaaniseokset ovat yleensä alfa- ja lähes alfa-titaaniseoksia, kun taas laivojen lujat titaaniseokset ovat alfa+beta- tai lähes beta-titaaniseoksia. Matalalujisella titaaniseoksella on korkea plastisuus ja hyvä hitsattavuus, minkä ansiosta se on helppo työstää ohutseinäisiksi putkiksi ja sopii erilaisten lämmönvaihtimien, jäähdyttimien ja muiden putkimateriaalien valmistukseen. Keskivahvalla titaaniseoksella on hyvä kattava suorituskykysovitus ja se soveltuu suuriin paksuihin osiin, meriputkiin jne.; Erittäin lujalla titaaniseoksella on korkea lujuus ja alhainen plastisuus, ja se soveltuu painetta kestäviin kuoriin, korkeapaineastioihin, laivan erityiskomponentteihin jne.
Tavallisten merikäyttöisten titaaniseosten rakenneosien osalta materiaalin lujuus ei saisi olla liian korkea, kun otetaan huomioon materiaalin lujuuden ja sitkeyden, jännityskorroosion murtumissitkeys, hitsattavuus jne., ja kypsiä lähellä alfa-titaaniseoksia tulisi valita mahdollisimman paljon. Rakennekomponenteille, joilla on erityisiä lujuusvaatimuksia, on kuitenkin valittava lujat titaaniseokset. Kun laivalaitteita kehitetään kohti syvän sinistä, paineenkestävissä rakenteissa, kuten syvänmeren -sukellusveneissä ja syvän avaruusasemissa käytettävien titaanimateriaalien suorituskyvylle on asetettu korkeampia vaatimuksia, mikä edistää lujien titaaniseosten kehitystä merikäyttöön. Materiaalien lujuuden parantaminen voi vähentää komponenttien poikkileikkauksen paksuutta-ja painetta kestävien rakenteiden painoa. Lujuuden lisääminen kuitenkin usein uhraa materiaalien sitkeyden. Siksi korkean lujuuden säilyttäminen ja hyvä sitkeys on avain -lujien titaaniseosten käyttöön laivoissa. Lujat ja sitkeät titaaniseokset ovat myös viime vuosina nousseet tutkimuskeskukseksi eri tutkimuslaitoksille ja titaaniyrityksille. Tutkimuslähestymistapa toteutetaan kahdesta näkökulmasta. Toisaalta, vastauksena suurten kansallisten hankkeiden kiireellisiin tarpeisiin, suunnitteluyksiköillä on tapana valita kypsempiä titaaniseosmateriaaleja. Optimoimalla lejeeringin koostumusta ja komponenttien valmistusprosessia voidaan tutkia materiaalien suorituskykypotentiaalia ja parantaa seosten lujuussitkeyssovitusta. Monet tutkimukset ovat keskittyneet kypsien TC4- ja Ti80-seosten suunnittelun optimointiin. Toisaalta hyödynnämme ilmailu- ja avaruusteollisuuden erittäin-lujien ja sitkeiden titaaniseosten kehityskonseptia kehittääksemme uudenlaisia lujia ja kestäviä titaaniseoksia merenkulkuun.
13. viisivuotissuunnitelman aikana Northwest Nonferrous Metals Research Institute (Northwest Institute) suoritti tutkimusta lejeeringin koostumuksen optimointisuunnittelusta, joka perustuu Ti80-seokseen, tavoitteenaan parantaa seoksen sitkeyttä säilyttäen samalla sen korkea lujuus. - stabiilien elementtien, - stabiilien elementtien ja välielementtien vaikutusta Ti80-lejeeringin lujuuteen ja sitkeyteen tutkittiin systemaattisesti käyttämällä Yu Rui -teorialaskelmien ja -kokeiden yhdistelmää. Elementtien mikromekanismi lejeeringin lujuuteen ja sitkeyteen paljastettiin Yu Rui -teorialaskelmien avulla. Ti-6Al-seoksen lujuuden ja sitkeyden muutoksia tutkittiin perusteellisesti Mo- ja Nb-elementtien lisäämisen jälkeen. Havaittiin, että Mo- ja Nb-elementeillä on vain vähän vaikutusta lejeeringin huoneenlämpötilan vetolujuusominaisuuksiin, mutta ne voivat parantaa merkittävästi lejeeringin iskunkestävyyttä. Tämä johtuu pääasiassa lisättyjen - stabiloivien elementtien lisäyksestä, jotka muuttavat faasikoostumusta mikrorakenteessa, herättävät enemmän sijoiltaan ja muodonmuutoskaksosia iskukuormituksen alaisena, kuluttavat enemmän iskukuormitusta, mikä parantaa lejeeringin kykyä vastustaa halkeamien etenemistä ja saavuttaa paremman iskusuorituksen. O-elementin pitoisuuden vaikutusta eri mikrorakenteella omaavien Ti80-metallitankojen iskukykyyn tutkittiin ja havaittiin, että iskukyky on herkempi seoksen O-elementtipitoisuudelle. Säätämällä kunkin elementin ja lämpökäsittelyjärjestelmän sisältöä todettiin, että Ti80-lejeeringillä on paras lujuussovitus hehkutetussa tilassa. Sen mikrorakenne on bimodaalinen rakenne, joka koostuu tasaakselisesta primaarisesta alfafaasista ja beeta-siirtymävaiheesta, kuten kuvassa 1 on esitetty.
Kuvassa 2 on esitetty O-pitoisuuden vaikutus kaksoismikrorakenteen omaavan Ti80-lejeeringin myötölujuuteen ja iskuenergiaan. Voidaan päätellä, että kun O-pitoisuus on 0,1 % (massaosuus), lejeeringin myötöraja saavuttaa 800 MPa ja iskuenergia voi olla 72 J (testistandardi GB/T229-2020). Syvänmeren -sukellusveneen paineenkestävä kuori edustaa tyypillistä -lujuutta ja kovaa titaaniseosta, jota käytetään syvänmeren laitteissa, ja sukellusveneen sukellussyvyys liittyy läheisesti materiaalin lujuuteen. Yhdysvalloissa sijaitseva Alvin-sukellusvene on kasvattanut maksimisukellussyvyyttään 1868 metristä 4500 metriin korvaamalla paineenkestävän kuorimateriaalin teräksestä titaaniin. Titaaniseoksella tehdyn lisämuokkauksen jälkeen sen suunnittelusyvyys on nostettu 6000 metriin. Tarkasteltaessa eri maiden syvänmeren vedenalaisten alusten painetta kestävien kuorien materiaalivalikoimaa, voidaan havaita, että pääasialliset titaanimateriaalit ovat Ti-6Al-4V (TC4) ja Ti-6Al-4VELI (TC4ELI), ja näistä kahdesta seoksesta tehdyn kolmen hengen sukellusveneen sukellussyvyys ei ole suurempi kuin 7000 metriä. Vuonna 2017 Kiina kehitti ja rakensi itsenäisesti TC4ELI-seoksesta miehitetyn pallomaisen kuoren ja Ti80-seoksesta miehitetyn pallomaisen kuoren ja onnistui asentamaan miehitetyn pallomaisen TC4ELI-kuoren Deep Sea Warrior -sukellusveneeseen, jonka suurin sukellussyvyys oli enintään 7000 metriä. Venäjältä tuodun melonin terälehtien muotoisen, miehitetyn pallomaisen TC4ELI-kuoren suurin sukellussyvyys on 7000m. Ti62A-seoksesta valmistettu "Striver" 3 hengen sukellusvene voi saavuttaa 10909 metrin sukellussyvyyden. Lejeerinki on erittäin lujaa ja sitkeää vaurioita kestävää titaaniseosta, jonka ovat kehittäneet Kiinan tiedeakatemian metalliinstituutti ja Baoji Titanium Industry Co., Ltd. sitkeys ja hitsattavuus.
Jiti Industry Co., Ltd. ja muut yksiköt ovat tehneet suorituskyvyn optimointitutkimusta Ti62A-lejeeringillä ja kehittäneet Ti542222-titaaniseoksen. Tämän titaaniseoksen myötölujuusindeksi on 1000 MPa ja iskuenergia on 40 J. Kaksinkertaisen hehkutuskäsittelyn jälkeen sillä on paras lujuusplastisuuden sitkeyssovitus.
Asiaankuuluvien kansallisten hankkeiden tuella Northwest Institute ja 725th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) ovat menestyksekkäästi kehittäneet titaaniseoksia, joiden myötölujuus on 800900 ja 1000MPa. Northwest Institute on kehittänyt itsenäisesti korkean -lujan - tyyppisen titaaniseoksen Ti-B25, jolla on korkea lujuus ja hyvä kylmätyöskentelykyky ja jota on käytetty laajalti laivojen viestintäjärjestelmissä. Kiinan tiedeakatemian metalliinstituutti on kehittänyt 1 000 ja 1 200 MPa lujaa ja sitkeää titaaniseoksia meritekniikassa käytettävää titaania varten ja on valmistanut titaaniseoksesta kuoret Abyss in situ, tieteelliseen koeasemaan ja periaatteessa Abyssy.
Viime vuosina Kiina on myös lisännyt valmistustekniikkaa syvänmeren{0}}laitteiden valmistukseen. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. on yhteistyössä Xi'an Boliten kanssa käyttänyt lasersulatuspinnoitustekniikkaa (LMD) titaaniseoksesta valmistettujen potkurien, onttojen kuorien jne. kokeeseen. Kiinan tiedeakatemian metalliinstituutti on yhteistyössä Shanghain tiede- ja teknologiayliopiston kanssa kehittänyt erilaisia komponentteja, joissa käytetään kaikkia teknisiä komponentteja Shanghain tiede- ja teknologiakorkeakoulussa. lisäaineiden valmistus ja jauheen kuumaisostaattinen puristusprosessit. Korkean alijäähdytyskoostumuksen suunnitteluidean ja lujien titaaniseosten lujitus- ja karkaisumenetelmän pohjalta on kehitetty heikosti koostuva, tasakeskeinen titaaniseoskoostumusjärjestelmä, joka soveltuu lisäainevalmistusprosesseihin, mikä mahdollistaa lisäaineilla valmistetuilla titaaniseoksilla saavuttaa erinomaisen lujuuden, muovin yhteensopivuuden.
14. viisivuotissuunnitelman aikana Northwest Institute kehitti äärimmäisen lujan titaaniseoksen Ti1300G syvänmeren laitteille sekä korkean lujuuden ja titaanipohjaisten syvänmeren laitteistojen valmistusta varten. lujilla ja sitkeillä titaaniseoksilla Ti1300 ja Ti5321. Ti1300G-seoksen paineenkestävän kuoren myötölujuus voi olla 1250 MPa, venymä suurempi tai yhtä suuri kuin 9 %, iskuenergia suurempi tai yhtä suuri kuin 24 J ja murtolujuus suurempi tai yhtä suuri kuin 60 MPa · m1/2; Ti5321G-seoslisäaineella valmistettujen komponenttien myötölujuus voi olla 1050 MPa, ja venymisnopeus on suurempi tai yhtä suuri kuin 9%. Painetta kestävä kuorikomponentti syvänmeren{16}}purjelentokoneille valmistettiin käyttämällä Ti1300G-seosta, ja syvänmeren ROV-potkuripotkuri ja kokeellinen manipulaattorivarsi valmistettiin Ti5321G-seoksesta. Tällä hetkellä paineenkestävä kuori odottaa testausta asennuksen jälkeen, ja ROV on läpäissyt merikokeet Etelä-Kiinan merellä.
Pyydä tarjous
Sähköposti:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
