Mezi hlavní oblasti použití titanové slitiny na lodích patří tlakově odolné pláště, potrubní systémy pro mořskou vodu, výměníky tepla, chladiče, různé potrubní spoje, součásti motorů, zvedací zařízení a odpalovací zařízení. Rusko a Spojené státy byly prvními zeměmi, které se zapojily do výzkumu slitin titanu pro lodě, a vytvořily své vlastní systémy slitin titanu pro lodě. Rusko je na světové špičce ve vývoji a praktickém použití titanu pro lodě s různými úrovněmi pevnosti slitin titanu pro lodě a klasifikovalo tyto slitiny titanu podle jejich použití. V současnosti je jedinou zemí se všemi titanovými ponorkami. Čína začala vyvíjet slitiny titanu pro lodě v 60. letech 20. století a nyní vytvořila sérii slitin titanu pro lodě s rozsahem pevnosti 320-1250 MPa. Mezi hlavní třídy patří slitiny s nízkou pevností, jako jsou TA2 a Ti31, slitiny se střední pevností, jako jsou Ti70, Ti75 a Ti91, a slitiny s vysokou pevností, jako jsou TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti{19}}B19 a Ti-B25. Z hlediska typů slitin jsou slitiny titanu s nízkou a střední pevností pro lodě obvykle slitiny titanu alfa a blízké alfa, zatímco slitiny titanu s vysokou pevností pro lodě jsou slitiny alfa+beta nebo blízké beta titanu. Nízkopevnostní titanová slitina se vyznačuje vysokou plasticitou a dobrou svařitelností, takže ji lze snadno zpracovat na tenkostěnné-trubky a je vhodná pro přípravu různých výměníků tepla, chladičů a dalších materiálů potrubí; Středně pevná titanová slitina má dobré komplexní přizpůsobení výkonu a je vhodná pro velké tlustostěnné součásti, námořní potrubí atd.; Vysoce pevná titanová slitina má vlastnosti vysoké pevnosti a nízké plasticity a je vhodná pro tlakově odolné pláště, vysokotlaké nádoby, speciální lodní součásti atd.
Pro běžné konstrukční součásti námořní slitiny titanu, s ohledem na shodu pevnosti a houževnatosti materiálu, houževnatosti při lomu při namáhání, svařitelnosti atd., by úroveň pevnosti materiálu neměla být příliš vysoká a co nejvíce by měly být vybrány vyzrálé slitiny titanu v blízkosti alfa. U konstrukčních součástí se speciálními požadavky na pevnost je však nutné vybrat slitiny titanu s vysokou-pevností. S vývojem námořního vybavení směrem k tmavě modré byly kladeny vyšší požadavky na výkon titanových materiálů používaných v konstrukcích odolných vůči tlaku, jako jsou ponorky do hlubinných -mořských ponorek a stanice hlubokého vesmíru, což podporuje vývoj- slitin titanu s vysokou pevností pro námořní použití. Zlepšení pevnosti materiálů může snížit-tloušťku průřezu součástí a hmotnost konstrukcí odolných vůči tlaku. Zvýšení pevnosti však často obětuje houževnatost materiálů. Udržení vysoké pevnosti při dobré houževnatosti je proto klíčem k použití{10}}vysokopevnostních titanových slitin pro lodě. Slitiny titanu s vysokou pevností a houževnatostí se v posledních letech staly také centrem výzkumu pro různé výzkumné ústavy a titanové podniky. Výzkumný přístup se provádí ze dvou hledisek. Na jedné straně v reakci na naléhavé potřeby velkých národních projektů mají konstrukční jednotky tendenci volit vyzrálejší materiály ze slitin titanu. Optimalizací složení slitiny a procesu přípravy součásti lze prozkoumat výkonnostní potenciál materiálů a zlepšit přizpůsobení pevnosti a houževnatosti slitin. Mnoho studií se zaměřilo na optimalizaci konstrukce vyzrálých slitin TC4 a Ti80. Na druhou stranu vycházíme z vývojového konceptu leteckých vysoce-a houževnatých slitin titanu, abychom vyvinuli nové typy-vysokopevnostních a houževnatých slitin titanu pro námořní inženýrství.
Během období 13. pětiletého plánu provedl Severozápadní výzkumný ústav neželezných kovů (Northwest Institute) výzkum návrhu optimalizace složení slitiny založeného na slitině Ti80 s cílem zlepšit houževnatost slitiny při zachování její vysoké pevnosti. Vliv - stabilních prvků, - stabilních prvků a intersticiálních prvků na pevnost a houževnatost slitiny Ti80 byl systematicky studován pomocí kombinace výpočtů a experimentů teorie Yu Rui. Mikromechanismus vlivu prvku na pevnost a houževnatost slitiny byl odhalen pomocí výpočtů teorie Yu Rui. Byl proveden hloubkový výzkum změn pevnosti a houževnatosti slitiny Ti-6Al po přidání prvků Mo a Nb. Bylo zjištěno, že prvky Mo a Nb mají malý vliv na tahové vlastnosti slitiny při pokojové teplotě, ale mohou významně zlepšit rázovou houževnatost slitiny. To se přičítá především přidání - stabilizačních prvků měnících fázové složení v mikrostruktuře, vybuzení více dislokací a deformačních dvojčat při rázovém zatížení, spotřebování většího rázového zatížení, čímž se zlepšuje schopnost slitiny odolávat šíření trhlin a dosahuje se vyšší rázové výkonnosti. Byl studován vliv obsahu O-prvku na rázovou houževnatost tyčí ze slitiny Ti80 s různou mikrostrukturou a bylo zjištěno, že rázová houževnatost je citlivější na obsah O-prvku ve slitině. Úpravou obsahu každého prvku a systému tepelného zpracování bylo zjištěno, že slitina Ti80 má nejlepší pevnostní houževnatost odpovídající v žíhaném stavu. Jeho mikrostruktura je bimodální struktura složená z rovnoosé primární alfa fáze a beta přechodové fáze, jak je znázorněno na obrázku 1.
Obrázek 2 ukazuje vliv obsahu O na mez kluzu a rázovou energii slitiny Ti80 s duální mikrostrukturou. Lze konstatovat, že když je obsah O 0,1 % (hmotnostní zlomek), mez kluzu slitiny dosahuje 800 MPa a rázová energie může dosáhnout 72 J (testovací norma GB/T229-2020). Tlaku odolný plášť hlubinné-mořské ponorky je typickým představitelem-vysokopevnostní a houževnaté titanové slitiny používané v hlubinných{17}}mořích a hloubka ponoru úzce souvisí se specifickou pevností materiálu. Ponorka Alvin ve Spojených státech zvýšila svou maximální hloubku potápění z 1868 na 4500 metrů tím, že nahradila tlakově odolný materiál pláště z oceli na titan. Po další úpravě titanovou slitinou byla jeho konstrukční hloubka zvýšena na 6000 metrů. Při pohledu na výběr materiálů tlakově odolných plášťů pro hlubinné ponorky v různých zemích je vidět, že hlavní třídy titanových materiálů jsou Ti-6Al-4V (TC4) a Ti-6Al-4VELI (TC4ELI) a hloubka ponoru pro tři osoby vyrobené z těchto dvou slitin není větší než 7000 metrů. V roce 2017 Čína nezávisle vyvinula a úspěšně postavila sférický plášť s posádkou ze slitiny TC4ELI a sférický plášť s posádkou ze slitiny Ti80 a úspěšně nainstalovala sférický plášť s posádkou TC4ELI na ponorku Deep Sea Warrior s maximální hloubkou potápění nepřesahující 7000 metrů. Maximální hloubka ponoru pilotované kulovité ulity TC4ELI, která má tvar okvětních plátků melounu a je dovezena z Ruska, je 7000 m. Ponorné zařízení "Striver" pro 3 osoby vyrobené ze slitiny Ti62A může dosáhnout hloubky potápění 10 909 m Slitina je slitina titanu s vysokou pevností a vysokou houževnatostí odolnou proti poškození, která byla vyvinuta Institutem pro kovy Čínské akademie věd a společností Baoji Titanium Industry Co., Ltd. Pevnost této slitiny je výrazně zlepšena ve srovnání se slitinou TC4 a při zachování dobré houževnatosti a svařitelnosti.
Společnost Jiti Industry Co., Ltd. a další jednotky provedly výzkum optimalizace výkonu slitiny Ti62A a vyvinuly slitinu titanu Ti542222. Index meze kluzu této titanové slitiny je 1000 MPa a rázová energie je 40 J. Po úpravě dvojitým žíháním má nejlepší pevnost, plasticitu a houževnatost.
S podporou příslušných národních projektů Northwest Institute a 725th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) úspěšně vyvinuly slitiny titanu s mezí kluzu 800900 a 1000MPa. Northwest Institute nezávisle vyvinul vysokopevnostní - titanovou slitinu Ti-B25, která se vyznačuje vysokou pevností a dobrým výkonem při zpracování za studena a je široce používána v lodních komunikačních systémech. Ústav pro kovy Čínské akademie věd vyvinul 1000 a 1200 MPa vysoce pevné a vysoce houževnaté titanové slitiny pro titan používaný v oceánském inženýrství a připravil pláště z titanové slitiny pro vědeckou experimentální stanici Abyss in situ a kluzák Abyss v malých sériích, které v podstatě nahradily slitinu Ti64.
V posledních letech Čína také zavedla technologii aditivní výroby do-výroby zařízení pro hlubinné moře. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd., ve spojení s Xi'an Bolite, použila technologii laserového tavení (LMD) ke zkušební výrobě vrtulí z titanové slitiny, dutých plášťů atd. Institut pro kovy Čínské akademie věd ve spolupráci s Shanghai University of Science and Technology vyvinul řadu procesů výroby přídavných práškových slitin za tepla{5}} za použití slitin titanu a lisování za tepla. Na základě konstrukční myšlenky složení s vysokým podchlazováním a metody zpevňování a zpevňování vysokopevnostních titanových slitin byl vyvinut systém složení rovnoosé krystalické titanové slitiny se slabou texturou vhodný pro procesy aditivní výroby, který umožňuje titanovým slitinám vyráběným s aditivy dosáhnout vynikající pevnosti, plastického přizpůsobení a izotropie mechanických vlastností.
Během období 14. pětiletého plánu vyvinul Northwest Institute, opírající se o dílčí projekt národního klíčového programu výzkumu a vývoje „Optimalizace a příprava vysoce pevného a houževnatého složení titanové slitiny pro hlubinné extrémní servisní prostředí“, vyvinul ultra vysokopevnostní titanovou slitinu Ti1300G pro hlubokomořské vybavení a vysoce pevnou a houževnatou titanovou slitinu Ti5321G na houževnatých zařízeních na bázi Ti300 pro výrobu hlubokomořských slitin Ti300 Ti5321. Mez kluzu tlakově odolného pláště slitiny Ti1300G může dosáhnout 1250 MPa, prodloužení větší nebo rovné 9 %, energie nárazu větší nebo rovna 24 J a lomová houževnatost větší nebo rovna 60 MPa · m1/2; Mez kluzu komponent vyrobených s přísadou slitiny Ti5321G může dosáhnout 1050 MPa a rychlost prodloužení je větší nebo rovna 9 %. Komponenta skořepiny odolná proti tlaku pro hlubinné kluzáky byla připravena pomocí slitiny Ti1300G a hlubokomořská vrtule ROV a experimentální rameno manipulátoru byly připraveny ze slitiny Ti5321G. V současné době čeká tlakově odolný plášť po instalaci na testování a ROV úspěšně prošel mořskými zkouškami v Jihočínském moři.
Vyžádejte si cenovou nabídku
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
