二、鈦合金材料在艦船上的應(yīng)用
我國早在20世紀(jì)60年代就在船舶行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用了鈦合金材料也進(jìn)行了相關(guān)的研究。目前我國將鈦合金材料應(yīng)用在船舶行業(yè)的以下幾個方面。①首先深海潛水器的鈦制耐壓殼。由于鈦合金材料本身的抗腐蝕性和較高強(qiáng)度等性質(zhì)能夠滿足潛水器應(yīng)用的需求,因此在潛水器研制開發(fā)的過程當(dāng)中,利用鈦合金材料進(jìn)行耐壓殼的制作。②其次,由于鈦合金綜合性能較強(qiáng),因此被應(yīng)用于聲吶導(dǎo)流罩的制作當(dāng)中。如俄羅斯的“明斯克”、“基輔”等航空母艦都應(yīng)用了鈦合金進(jìn)行聲吶導(dǎo)流罩的制作。③第三,由于鈦合金材料具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性等特點,因此將該材料應(yīng)用于螺旋槳的制作中,如美國利用該材料制作了四葉可拆式鈦合金螺旋槳。④最后,在船舶應(yīng)用的過程當(dāng)中,艦船泵、閥門及管道等處,由于應(yīng)用環(huán)境和溫度的影響,一般材料的使用壽命只有5年左右,而鈦合金材料的使用使其使用壽命得到了延長,因此該材料被廣泛的應(yīng)用于艦船泵、閥門管道等處的制造。
三、影響鈦合金發(fā)展應(yīng)用的因素
首先鈦合金本身的制造成本較高,高成本的投入,嚴(yán)重的影響著鈦合金在船舶行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用和發(fā)展。船舶行業(yè)在艦船建造的過程當(dāng)中,又需要大量的鈦合金材料。因此,在未來的發(fā)展過程當(dāng)中,必須有效的降低鈦合金的成本投入,才能夠滿足船舶行業(yè)的制造需求,才能夠使鈦合金材料在船舶行業(yè)當(dāng)中得到進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。
其次,對于我國鈦合金材料來講,需要提高材料強(qiáng)度等級的配套性,這樣才能夠滿足艦船制造的需求。通過對鈦合金的屈服強(qiáng)度進(jìn)行分析調(diào)查,能夠明顯的發(fā)現(xiàn),鈦合金屈服強(qiáng)度從320MPa至590MPa之間490MPa的合金只有兩種。而俄羅斯國家在合金等級上,除了490MPa的兩種合金之外還存在強(qiáng)度為400MPa的鑄造鈦合金。另外除了鈦合金材料的強(qiáng)
度等級之外,在尺寸和重量的研制上,相對于其他國家還有較多需要發(fā)展和改進(jìn)的內(nèi)容。例如對于俄羅斯來講鑄造的單件重量能夠達(dá)到2.5噸,尺寸達(dá)到2.5米,厚度達(dá)到150毫米,但對于我國來講鑄造的單件重量無法超過800公斤,厚度也較薄。
四、鈦合金材料在船舶行業(yè)的未來發(fā)展方向
鈦合金材料本身密度小、強(qiáng)度高,具有較好的耐腐蝕性,另外還具備較多的優(yōu)勢和特點,因此鈦合金材料目前被廣泛的應(yīng)用在船舶的制造當(dāng)中。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種新型的制造材料不斷的出現(xiàn)在目前的市場當(dāng)中,給鈦合金材料的發(fā)展帶來了機(jī)遇,也帶來了挑戰(zhàn)。許多復(fù)合型材料合金材料被船舶制造行業(yè)認(rèn)可和廣泛的使用,提高了船舶制造的質(zhì)量,也推動了該行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。
目前在船舶制造的過程當(dāng)中,鈦合金材料的使用存在一定的問題,如何有效地降低鈦合金材料的成本,對設(shè)計過程進(jìn)行合理化的優(yōu)化,在保障整體制造質(zhì)量的前提下,降低材料的成本投入,這是鈦合金材料在船舶行業(yè)應(yīng)用過程中首要解決的問題。其次對于船舶行業(yè)來講,鈦合金材料的應(yīng)用技術(shù)水平還不夠高,需要對技術(shù)進(jìn)行更加系統(tǒng)化的研究與發(fā)展,不斷提高技術(shù)的水平,提高鑄件的焊接質(zhì)量、控制鑄件的焊接技術(shù),為船舶行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
綜上所述,通過對鈦合金本身的性能特點進(jìn)行分析研究,結(jié)合目前鈦合金冶煉、應(yīng)用過程中存在的難題進(jìn)行分析研究后提出一定的建議,對船舶建造過程提供一定參考。相信在未來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,鈦合金的冶煉技術(shù)與制造工藝等方面的內(nèi)容將會得到進(jìn)一步的提高,鈦合金材料也將在船舶行業(yè)當(dāng)中得到更廣泛的應(yīng)用
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作者簡介:陳志龍,男,河南洛陽,2016年6月畢業(yè)于上海海事大學(xué),輪機(jī)工程,碩士研究生,助理工程師,從事船舶與海洋工程項目管理工作。