就我國目前的鈦合金在艦船上的使用情況來看，使用范圍和目的都十分有限，對應的鈦材料設備也比較匱乏。使用鈦合金材料作為防腐蝕措施目前只是在腐蝕最為嚴重的部分系統得到推廣使用，并未成為總體防腐蝕設計的一種普遍使用措施，而國外該措施已成為艦艇防腐蝕設計的首選方案。鈦合金所具備的良好的無磁性、透聲性能也未得到充分的運用，鈦合金透聲窗、導流罩等技術還未在潛艇中得以推廣使用，而在國外鈦合金透聲窗、導流罩已作為成熟技術得到廣泛使用，從俄羅斯潛艇上可以看到，所有聲納導流罩都采用鈦合金制造。與發達國家相比，鈦合金材料研究及應用的不足和差距主要表現在以下幾個方面：

1)雖然我國的船用鈦合金從強度級別到使用部位與國外有對應的合金，但品種、規格不完善，加工和制造技術與國外比也相對落后，在設計中可供選擇的材料品種有限，目前大部分鈦合金材料都是針對航天、航空的需求而設計的，船用鈦合金材料大都是針對某些特定用途，如進排氣系統、透聲窗等部位而研制的，缺乏可供各專業選擇，全船通用 的鈦合金材料系列。

2)近年來我國鈦合金制造工藝有了較大的提高，但與國外發達國家相比還存在著一定的差距。國外發達國家已研制出針對潛艇空間狹窄、管路布置復雜、現場安裝工作量大這一情況的特殊鈦合金安裝、切割工藝，使鈦合金在潛艇全船海水管系得以廣泛使用，目前我國在這方面的研究還是一片空白。

3)鈦合金與非鈦合金之間的電絕緣工藝復雜，對鈦合金材料的推廣使用也有較大的制約。

4)適用于艦船鈦合金材料使用的標準、規范體系十分欠缺，尤其是鈦合金材料的管系附件、閥件、緊固件標準基本上還是一片空白，而這些標準是鈦合金材料在艦船上大規模使用所必不可少的。

5、未來鈦合金應用需求分析

隨著艦船設計及防腐蝕要求的進一步提高，鈦合金的應用需求將會越來越廣泛，主要體現在以下幾個方面：

1)由于全壽命期間費用低于目前采用的動力及管路系統用材料，鈦合金材料在動力及管路系統的大量應用將成為我國艦艇工業發展趨勢。通過開發特殊性能、高強度鈦合金材料并進行新工藝、新技術研究，擴大鈦合金在各種高溫、高壓、耐腐蝕管路及熱交換器、海水淡化器、冷卻器、冷凝器等設 備的應用。

2)在艦艇部分海水管系采用鈦合金，籍此提高海水系統安全性，降低修理成本，減小對艦船服役時間的影響，從而明顯降低生命周期成本。

3)鈦合金材料對提高聲納導流罩的透聲能力、減小聲納導流罩的插入損失、降低聲納導流罩內部的自噪聲，尤其是降低聲納導流罩內部的自噪聲對提高聲納設備探測距離非常有利。聲納導流罩結構選用的透聲材料和采取的結構形式是影響導流罩聲學性能、力學性能、制造、安裝工藝等的主要因素。鈦合金材料無磁，耐腐蝕，透聲性能好，比 重小，比強度高；橡膠材料吸收能量效果好，能起到隔振降噪作用，同時又有良好的透聲性能。如利用橡膠和鈦合金材料組合制成聲納導流罩透聲殼板，就可以充分利用它們各自的優點，在確保結構強度的前提下，既可以減薄殼板厚度，改善聲納導流罩透聲性能，增加組合透聲殼板剛度，又可以降低聲納導流罩內部自噪聲，使聲納導流罩的綜合技術性能得到大大提高。

4)全鈦合金船體也是艦艇船體結構的一個重要發展方向，高速、超高速戰斗艦艇(地效應艦艇等)、掃雷艇的船體結構均可以采用臺合金制造。

5)鈦合金運用于艦船防護結構中也是鈦合金的一個應用發展方向。如美國西北大學開發出氮化鈦顆粒強化的BlastAlloy160，其抗拉強度達1100MPa，在低達一4O℃低溫下任能保持較好塑性，該多層桁架板材結構能在關鍵部位起到一定的爆炸防護作用。

6、需開展的主要研究工作

通過與國外發達國家鈦合金材料及應用的先進技術的比較，結合目前鈦合金材料在艦艇上的使用過程中發現的問題，為滿足鈦合金的進一步擴大使用的發展需求，今后還需開展以下幾個方面的研究工作：

1)針對艦船使用要求，開發、研制船用鈦合金配套材料，并形成標準、系列，在不明顯降低其強度及韌性指標的情況下，通過改進配方、冶煉工藝、軋制工藝等，降低鈦及鈦合金成本，從而有助于鈦及鈦合金在艦船上的推廣應用；

2)開展大型模擬件(如鈦合金夾芯聲納導流罩)實驗驗證工作，開展船用鈦合金成型及結構鈦合金可焊接性研究；研究鈦合金結構設計及計算、工藝性能分析、壽命及失效模式分析以及產品質量檢測等相關技術，為裝備的制造、使用提供指導性文件；

3)開展針對艦船空問狹窄、管路布置復雜、現場安裝工作量大這一特殊要求的鈦合金安裝、切割工藝研究，開展大厚板以及配套焊材的新工藝、新技術研究，解決焊接等制造技術方面的問題并改進其性能及工藝，使其滿足艦船應用要求；

4)進行鈦合金電絕緣工藝研究，提高鈦合金電絕緣工藝性；

5)對于承受較大沖擊力的結構部件及連接件，目前所能選用的鈦合金材料的表面硬度、抗沖擊能力還有一定的缺陷，建議在鈦合金表面處理方面進行進一步的深入研究；

6)建立、完善船用鈦合金材料的標準、規范體系，尤其是鈦合金材料的管系附件、閥件、緊固件的標準、規范，使船用鈦合金材料及相關的鈦合金通用件做到標準化、系列化；

7)針對鈦合金高比強度，開展全鈦合金高速、超高速戰斗艦艇(地效應艦艇等)設計、建造方法研究；針對鈦合金低磁性的特點，開展全鈦合金掃雷艇的設計、建造方法研究。

7、結語

實踐證明，鈦合金是一種經過長期海情考驗、理想的艦船用材料，鈦合金材料的使用可以大大提高艦船的整體性能。我國鈦合金發展至今天，已初步形成了較完善的材料技術體系，但是與國外的差距還很大，體現在應用型號和應用范圍、用材量、鈦制品建造工藝等諸多方面，我國鈦合金在艦船制造業大量應用鈦合金還處于發展階段。隨著船舶行 業的發展和高性能低成本艦船鈦合金的研發，鈦合金材料的應用前景是十分光明的。

參考文獻

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