Titaanisulami peamised kasutusvaldkonnad laevadel on rõhukindlad kestad, mereveetorustikusüsteemid, soojusvahetid, jahutid, erinevad toruliitmikud, mootorikomponendid, tõsteseadmed ja stardiseadmed. Venemaa ja USA olid esimesed riigid, kes alustasid laevade titaanisulamite uurimist ning lõid oma titaanisulamite süsteemid laevade jaoks. Venemaa on laevadele mõeldud titaani arendamisel ja praktilisel rakendamisel maailmas esirinnas, erineva tugevusastmega laevadele mõeldud titaanisulamid ning liigitanud need titaanisulamid kasutusalade järgi. See on praegu ainus riik, kus on kõik titaanist allveelaevad. Hiina alustas titaanisulamite väljatöötamist laevade jaoks 1960. aastatel ja on nüüdseks loonud titaanisulamite seeria laevadele, mille tugevusvahemik on 320-1250 MPa. Peamiste klasside hulka kuuluvad madala tugevusega sulamid, nagu TA2 ja Ti31, keskmise tugevusega sulamid, nagu Ti70, Ti75 ja Ti91, ning ülitugevad sulamid, nagu TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 ja Ti{21}}B25. Sulamitüüpide vaatenurgast on madala tugevusega ja keskmise tugevusega titaanisulamid laevadele tavaliselt alfa- ja peaaegu alfa-titaanisulamid, samas kui kõrge -tugevusega titaanisulamid laevadele on alfa+beeta- või peaaegu beeta-titaanisulamid. Madala tugevusega titaanisulamil on kõrge plastilisus ja hea keevitatavus, mistõttu on seda lihtne õhukesteks{25}seinalisteks torudeks töödelda ning see sobib erinevate soojusvahetite, jahutite ja muude torumaterjalide valmistamiseks. Keskmise tugevusega titaanisulamil on hea terviklik jõudlus ja see sobib suurte paksude osade, meretorustike jms jaoks; Kõrge tugevusega titaanisulamil on kõrge tugevuse ja madala plastilisuse omadused ning see sobib survekindlate kestade, kõrgsurveanumate, spetsiaalsete laevakomponentide jms jaoks.
Tavaliste meresõidukite titaanisulamist konstruktsioonikomponentide puhul, võttes arvesse materjali tugevuse ja sitkuse, pingekorrosiooni purunemiskindluse, keevitatavuse jne vastavust, ei tohiks materjali tugevus olla liiga kõrge ja võimalikult palju tuleks valida küpsed alfa-titaanisulamid. Spetsiaalsete tugevusnõuetega konstruktsioonikomponentide jaoks tuleb aga valida kõrge -tugevusega titaanisulamid. Laevavarustuse arenedes sügavsinise värvi suunas, on survekindlates struktuurides (nt süvamere sukeldumisaparaadid ja süvakosmosejaamad) kasutatavate titaanmaterjalide jõudlusele seatud kõrgemad nõuded, edendades kõrge -tugevate titaanisulamite väljatöötamist meresõidukites. Materjalide tugevuse parandamine võib vähendada komponentide ristlõike paksust-ja survekindlate konstruktsioonide kaalu. Tugevuse suurendamine toob aga sageli ohvriks materjalide sitkuse. Seetõttu on tugevate titaanisulamite{10}}laevade kasutamisel võti kõrge tugevuse säilitamine ja hea sitkus. Tugevad ja tugevad titaanisulamid on viimastel aastatel muutunud ka erinevate uurimisinstituutide ja titaaniettevõtete uurimistööpunktiks. Uurimistöö viiakse läbi kahest aspektist. Ühelt poolt, vastuseks suurte riiklike projektide kiireloomulistele vajadustele, kipuvad disainiüksused valima küpsemaid titaanisulamist materjale. Sulami koostise ja komponentide ettevalmistamise protsessi optimeerimisega saab uurida materjalide jõudluspotentsiaali ja parandada sulamite tugevustugevuse sobitamist. Paljud uuringud on keskendunud küpsete TC4 ja Ti80 sulamite disaini optimeerimisele. Teisest küljest tugineme lennunduses kasutatavate ülitugevate ja sitkete titaanisulamite arenduskontseptsioonile, et töötada välja uut tüüpi ülitugevaid ja sitkeid titaanisulameid laevaehituse jaoks.
13. viie aasta plaani perioodil viis Northwest Nonferrous Metals Research Institute (Northwest Institute) läbi uuringuid sulami koostise optimeerimise disaini kohta, mis põhines Ti80 sulamil, eesmärgiga parandada sulami tugevust, säilitades samal ajal selle kõrge tugevuse. - stabiilsete elementide, - stabiilsete elementide ja interstitsiaalsete elementide mõju Ti80 sulami tugevusele ja sitkusele uuriti süstemaatiliselt, kasutades Yu Rui teooriaarvutuste ja katsete kombinatsiooni. Elemendi mikromehhanism, mis mõjutab sulami tugevust ja sitkust, selgus Yu Rui teooriaarvutuste kaudu. Ti{11}}6Al sulami tugevuse ja sitkuse muutusi pärast Mo- ja Nb-elementide lisamist uuriti põhjalikult. Leiti, et Mo- ja Nb-elemendid mõjutavad vähe sulami toatemperatuuri tõmbeomadusi, kuid võivad oluliselt parandada sulami löögikindlust. Selle põhjuseks on peamiselt - stabiliseerivate elementide lisamine, mis muudavad faasi koostist mikrostruktuuris, tekitavad löögikoormuse all rohkem nihkeid ja deformatsioonikaksikuid, tarbides rohkem löökkoormust, parandades seeläbi sulami võimet seista vastu pragude levimisele ja saavutades suurema löögivõime. Uuriti O elemendi sisalduse mõju erineva mikrostruktuuriga Ti80 sulamist varraste löögivõimele ning leiti, et löögijõudlus on tundlikum sulamis sisalduva O elemendi sisalduse suhtes. Reguleerides iga elemendi sisaldust ja kuumtöötlussüsteemi, leiti, et Ti80 sulamil on lõõmutatud olekus parim tugevustugevus. Selle mikrostruktuur on bimodaalne struktuur, mis koosneb võrdse teljega esmasest alfafaasist ja beeta-siirdefaasist, nagu on näidatud joonisel 1.
Joonisel 2 on näidatud O-sisalduse mõju kahe mikrostruktuuriga Ti80 sulami voolavuspiirile ja löögienergiale. Võib järeldada, et kui O-sisaldus on 0,1% (massiosa), ulatub sulami voolavuspiir 800 MPa ja löögienergia 72 J (testistandard GB/T229-2020). Süvamere -sukeldumisaparaadi survekindel kest on tüüpiline süvamereseadmetes kasutatava-tugeva ja sitke titaanisulami esindaja ning sukeldumissügavus on tihedalt seotud materjali spetsiifilise tugevusega. Ameerika Ühendriikides asuv sukelaparaat Alvin on suurendanud oma maksimaalset sukeldumissügavust 1868 meetrilt 4500 meetrile, asendades survekindla kesta materjali terasest titaaniga. Pärast edasist modifitseerimist titaanisulamiga on selle projekteerimissügavust suurendatud 6000 meetrini. Vaadates süvamere allalaevade survekindlate kestade materjalivalikut erinevates riikides, on näha, et titaanmaterjalide peamised klassid on Ti-6Al-4V (TC4) ja Ti-6Al-4VELI (TC4ELI) ning nendest kahest sulamist valmistatud kolmekohalise sukeldumisaparaadi sukeldumissügavus ei ületa 7000 meetrit. 2017. aastal töötas Hiina iseseisvalt välja ja ehitas edukalt TC4ELI sulamist mehitatud sfäärilise kesta ja Ti80 sulamist mehitatud sfäärilise kesta ning edukalt paigaldas TC4ELI mehitatud sfäärilise kesta sukeldumisalusele Deep Sea Warrior, mille maksimaalne sukeldumissügavus ei ületa 7000 meetrit. Venemaalt imporditud meloni kroonlehtede moodi mehitatud sfäärilise kesta TC4ELI maksimaalne sukeldumissügavus on 7000 m. Ti62A sulamist valmistatud 3-kohaline sukeldumisaparaat Striver võib ulatuda 10909 m sukeldumissügavuseni. Sulam on suure tugevusega ja tugevalt kahjustusi taluv titaanisulam, mille on ühiselt välja töötanud Hiina Teaduste Akadeemia Metalliinstituut ja Baoji Titanium Industry Co., Ltd. Selle sulami tugevus on võrreldes märkimisväärselt paraneva sulamiga. sitkus ja keevitatavus.
Jiti Industry Co., Ltd. ja teised üksused on viinud läbi Ti62A sulami jõudluse optimeerimise uuringu ja välja töötanud titaanisulami Ti542222. Selle titaanisulami voolavuspiiri indeks on 1000 MPa ja löögienergia on 40 J. Pärast kahekordset lõõmutamist on sellel parim tugevuse plastilisuse ja sitkuse sobivus.
Loodeinstituut ja Hiina laevaehitustööstuse korporatsiooni 725. uurimisinstituut (CSIC) on asjakohaste riiklike projektide toel edukalt välja töötanud titaanisulamid voolavuspiiriga 800900 ja 1000MPa. Northwest Institute on iseseisvalt välja töötanud kõrge -tugevusega - tüüpi titaanisulami Ti-B25, millel on kõrge tugevus ja hea külmtöötlemisvõime ning mida on laialdaselt kasutatud laevade sidesüsteemides. Hiina Teaduste Akadeemia Metalliinstituut on välja töötanud 1000 ja 1200 MPa suure-tugevuse ja suure sitkusega titaanisulamid ookeaniehituses kasutatava titaani jaoks ning valmistanud titaanisulamist kestad Abyss in situ, teadusliku katsejaama jaoks, mis asub peamiselt Titaani 6-s asuvas Titaani glissiidis4.
Viimastel aastatel on Hiina süvamere seadmete tootmises kasutusele võtnud ka lisatootmistehnoloogia. Hiina laevaehitustööstuse korporatsioon Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. on koos ettevõttega Xi'an Bolite kasutanud lasersulatussadestamise (LMD) tehnoloogiat, et katsetada titaanisulamist sõukruvi, õõnsaid kestasid jne. Hiina Teaduste Akadeemia Metalliinstituut on koostöös Shanghai teadus- ja tehnoloogiaülikooliga välja töötanud erinevaid komponente, mis kasutavad kõiki Shanghai teadus- ja tehnoloogiatehnoloogia komponente. lisandite tootmine ja pulbri kuumisostaatpressimise protsessid. Kõrge alajahutusega koostise disainiidee ja kõrge -tugevate titaanisulamite tugevdamise ja karastamise meetodi põhjal on välja töötatud nõrga tekstuuriga, võrdsete kristallidega titaanisulami koostise süsteem, mis sobib lisandite tootmisprotsesside jaoks, mis võimaldab lisanditega valmistatud titaanisulamitel saavutada suurepärast tugevust, plastist sobitamist.
14. viieaastase plaani perioodil töötas Northwest Institute, tuginedes riikliku uurimis- ja arendustegevuse võtmeprogrammi alamprojektile "Kõrgetugeva ja sitke titaanisulami koostise optimeerimine ja ettevalmistamine süvamere äärmusliku teeninduskeskkonna jaoks", arendas ülitugeva titaanisulami Ti1300G süvamere seadmete jaoks ning ülitugeva merepõhja ja titaani lisandite valmistamiseks süvamereseadmete jaoks32i. suure tugevusega ja sitketel titaanisulamitel Ti1300 ja Ti5321. Ti1300G sulamist survekindla kesta voolavuspiir võib ulatuda 1250 MPa-ni, pikenemine on suurem või võrdne 9%, löögienergia on suurem või võrdne 24J ja purunemistugevus on suurem või võrdne 60 MPa · m1/2; Ti5321G sulamilisandiga valmistatud komponentide voolavuspiir võib ulatuda 1050 MPa-ni ja pikenemismäär on suurem või võrdne 9%. Survekindel kestakomponent süvamerepurilennukite jaoks valmistati Ti1300G sulamist ning süvamere-ROV-tõukuri sõukruvi ja eksperimentaalne manipulaatori õlg valmistati Ti5321G sulamist. Praegu ootab survekindel kest pärast paigaldamist katsetamist ja ROV on edukalt läbinud merekatsed Lõuna-Hiina meres.
Küsi hinnapakkumist
Whatsapp:+8613571718779
