Glavna područja primjene legure titanijuma na brodovima uključuju školjke otporne na pritisak, sisteme cjevovoda morske vode, izmjenjivače topline, hladnjake, različite spojeve cijevi, komponente motora, uređaje za podizanje i uređaje za lansiranje. Rusija i Sjedinjene Države bile su prve zemlje koje su se bavile istraživanjem legura titanijuma za brodove i formirale su sopstvene sisteme legura titanijuma za brodove. Rusija je predvodnik u svijetu u razvoju i praktičnoj primjeni titanijuma za brodove, sa različitim nivoima čvrstoće titanijumskih legura za brodove, i klasifikovala je ove legure titanijuma prema njihovoj upotrebi. Trenutno je jedina zemlja sa svim podmornicama od titanijuma. Kina je počela da razvija legure titanijuma za brodove 1960-ih, a sada je formirala seriju titanijumskih legura za brodove sa rasponom čvrstoće od 320-1250 MPa. Glavne klase uključuju legure male čvrstoće kao što su TA2 i Ti31, legure srednje čvrstoće kao što su Ti70, Ti75 i Ti91, i legure visoke čvrstoće kao što su TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 i Ti{21}}B25. Iz perspektive tipova legura, legure titana male i srednje čvrstoće za brodove su obično alfa i blizu alfa legure titanijuma, dok su legure titana visoke{24}}vrste za brodove alfa+beta ili blizu beta legure titanijuma. Titanijumska legura male čvrstoće ima karakteristike visoke plastičnosti i dobre zavarljivosti, što je čini lakim za preradu u cijevi sa tankim-stinama i pogodnom za pripremu različitih izmjenjivača topline, hladnjaka i drugih materijala za cijevi; Legura titana srednje čvrstoće ima dobro sveobuhvatno usklađivanje performansi i pogodna je za komponente velikih debelih presjeka, morske cjevovode itd.; Legura titana visoke čvrstoće ima karakteristike visoke čvrstoće i niske plastičnosti, te je pogodna za školjke otporne na pritisak, posude pod visokim pritiskom, posebne brodske komponente itd.
Za obične brodske strukturne komponente od legure titana, s obzirom na podudarnost čvrstoće i žilavosti materijala, žilavost loma na koroziju pod naponom, zavarljivost, itd., razina čvrstoće materijala ne smije biti previsoka, a zrele legure titanijuma blizu alfa treba odabrati što je više moguće. Međutim, za strukturne komponente sa posebnim zahtjevima za čvrstoćom, moraju se odabrati legure titana visoke{2}}vrste. Sa razvojem pomorske opreme prema tamno plavoj boji, postavljeni su viši zahtjevi za performanse titanijumskih materijala koji se koriste u strukturama otpornim na pritisak kao što su duboko-podmornice i duboke svemirske stanice, promovišući razvoj-legura titanijuma visoke čvrstoće za upotrebu u moru. Poboljšanjem čvrstoće materijala može se smanjiti-debljina poprečnog presjeka komponenti i težina konstrukcija otpornih na pritisak. Međutim, povećanje čvrstoće često žrtvuje žilavost materijala. Stoga je održavanje visoke čvrstoće uz dobru žilavost ključ za primjenu titanijumskih legura visoke{10}}vrste za brodove. Titanijumske legure visoke čvrstoće i žilavosti su takođe postale žarište istraživanja za različite istraživačke institute i preduzeća od titana poslednjih godina. Istraživački pristup se provodi sa dva aspekta. S jedne strane, kao odgovor na hitne potrebe velikih nacionalnih projekata, dizajnerske jedinice teže da biraju zrelije materijale od legure titanijuma. Optimizacijom sastava legure i procesa pripreme komponenti, može se istražiti potencijal performansi materijala i poboljšati usklađivanje čvrstoće legure. Mnoge studije su se fokusirale na optimizaciju dizajna zrelih legura TC4 i Ti80. S druge strane, oslanjamo se na koncept razvoja aero{19}}čvrstih i čvrstih legura titanijuma da bismo razvili nove vrste-legura titanijuma velike čvrstoće i čvrste za brodsko inženjerstvo.
Tokom perioda 13. petogodišnjeg plana, Sjeverozapadni istraživački institut za obojene metale (Northwest Institute) je sproveo istraživanje dizajna optimizacije sastava legure na bazi legure Ti80, sa ciljem poboljšanja žilavosti legure uz zadržavanje njene visoke čvrstoće. Utjecaj - stabilnih elemenata, - stabilnih elemenata i međuprostornih elemenata na čvrstoću i žilavost legure Ti80 sistematski je proučavan kombinacijom proračuna i eksperimenata Yu Rui teorije. Mikro mehanizam utjecaja elemenata na čvrstoću i žilavost legure otkriven je kroz Yu Rui teorijske proračune. Provedeno je dubinsko istraživanje promjena čvrstoće i žilavosti legure Ti-6Al nakon dodavanja Mo i Nb elemenata. Utvrđeno je da Mo i Nb elementi imaju mali utjecaj na vlačna svojstva legure na sobnoj temperaturi, ali mogu značajno poboljšati udarnu žilavost legure. Ovo se uglavnom pripisuje dodavanju - stabilizirajućih elemenata koji mijenjaju fazni sastav u mikrostrukturi, izazivaju više dislokacija i deformacijskih blizanaca pod udarnim opterećenjem, trošeći više udarnog opterećenja, čime se poboljšava sposobnost legure da se odupre širenju pukotina i postižu veće performanse udara. Proučavan je utjecaj sadržaja O elementa na udarne karakteristike poluga od legure Ti80 različite mikrostrukture i utvrđeno je da su udarne performanse osjetljivije na sadržaj O elementa u leguri. Prilagođavanjem sadržaja svakog elementa i sistema termičke obrade, utvrđeno je da legura Ti80 ima najbolju otpornost na čvrstoću u žarenom stanju. Njegova mikrostruktura je bimodalna struktura sastavljena od primarne alfa faze i beta prelazne faze jednake osovine, kao što je prikazano na slici 1.
Slika 2 prikazuje utjecaj sadržaja O na granicu tečenja i energiju udara legure Ti80 s dvostrukom mikrostrukturom. Može se zaključiti da kada je sadržaj O 0,1% (maseni udio), granica popuštanja legure dostiže 800 MPa, a energija udara može doseći 72 J (testni standard GB/T229-2020). Oklop koji je otporan na pritisak duboko-podmornice je tipičan predstavnik visoke{10}}čvrste i čvrste legure titanijuma koja se koristi u duboko-opremi, a dubina ronjenja podmornice usko je povezana sa specifičnom čvrstoćom materijala. Alvin podmornica u Sjedinjenim Državama povećala je svoju maksimalnu dubinu ronjenja sa 1868 na 4500 metara zamjenom materijala koji je otporan na pritisak sa čelika na titan. Nakon daljnje modifikacije s titanijumskom legurom, njegova projektna dubina je povećana na 6000 metara. Gledajući izbor materijala otpornih na pritisak školjki za dubokomorske podmornice u raznim zemljama, može se uočiti da su glavne vrste titanijumskih materijala Ti-6Al-4V (TC4) i Ti-6Al-4VELI (TC4ELI), a dubina ronjenja tročlane podmornice od ove dvije legure nije veća od 7000 metara. Kina je 2017. godine samostalno razvila i uspješno izgradila sferičnu školjku od legure TC4ELI i sfernu školjku od legure Ti80 i uspješno instalirala sferičnu školjku s posadom TC4ELI na podmornicu Deep Sea Warrior, s maksimalnom dubinom ronjenja ne većom od 7000 metara. Maksimalna dubina ronjenja sferne školjke TC4ELI, koja je u obliku latica dinje i uvezena iz Rusije, iznosi 7000m. "Striver" podvodni brod za 3 osobe napravljen od legure Ti62A može doseći dubinu ronjenja od 10909 m. Legura je titanijumska legura visoke čvrstoće i otpornosti na oštećenja koju su zajednički razvili Institut za metale Kineske akademije nauka i Baoji Titanium Industry Co., Ltd., dok se sve ovo poboljšava. dobra žilavost i zavarljivost.
Jiti Industry Co., Ltd. i druge jedinice su sprovele istraživanje optimizacije performansi na leguri Ti62A i razvile Ti542222 leguru titana. Indeks granice tečenja ove legure titanijuma je 1000MPa, a energija udara je 40J. Nakon tretmana dvostrukim žarenjem, ima najbolje podudaranje čvrstoće, plastičnosti i žilavosti.
Uz podršku relevantnih nacionalnih projekata, Northwest Institute i 725th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) uspješno su razvili legure titanijuma sa granicama tečenja od 800900 i 1000MPa. Northwest Institute je samostalno razvio titanijumsku leguru visoke -vrste - Ti-B25, koja ima karakteristike visoke čvrstoće i dobre performanse hladnog rada, te se široko koristi u brodskim komunikacijskim sistemima. Institut za metale Kineske akademije nauka je razvio 1000 i 1200MPa visoke-legura titanijuma visoke čvrstoće i žilavosti za titan koji se koristi u okeanskom inženjerstvu, i pripremio je školjke od legure titanijuma za naučnu eksperimentalnu stanicu Abyss in{12}}i naučnu eksperimentalnu stanicu Abyss i jedrilicu Abyssbatches Tila64.
Posljednjih godina Kina je također uvela tehnologiju aditivne proizvodnje u{0}}proizvodnju dubokomorske opreme. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd., u suradnji sa Xi'an Boliteom, koristila je tehnologiju laserskog taljenja (LMD) za probnu proizvodnju propelera od legure titanijuma, šupljih školjki, itd. Komponente od legure titanijuma u dubokoj-morski inžinjering koristeći aditivnu proizvodnju i procese vrućeg izostatičkog presovanja u prahu. Na osnovu dizajnerske ideje o visokom sastavu podhlađivanja i metode ojačanja i kaljenja legura titanijuma visoke{7}}vrste, razvijen je sistem kompozicije slabe teksture, ravnopravne kristalne legure titanijuma pogodan za procese aditivne proizvodnje, omogućavajući legurama titana proizvedenim sa aditivima da postignu odličnu čvrstoću, plastično podudaranje i mehanička svojstva.
Tokom perioda 14. petogodišnjeg plana, Northwest Institute, oslanjajući se na podprojekat Nacionalnog ključnog programa istraživanja i razvoja „Optimizacija i priprema sastava visoke čvrstoće i čvrste legure titanijuma za ekstremno radno okruženje u dubokom moru“, razvio je leguru titana ultra visoke čvrstoće Ti1300G za opremu za duboko more i opremu visoke čvrstoće Ti32 i sve do Ti5. aditivna proizvodnja na bazi visoke čvrstoće i čvrstih legura titanijuma Ti1300 i Ti5321. Granica tečenja ljuske otporne na pritisak od legure Ti1300G može doseći 1250MPa, istezanje veće od ili jednako 9%, energija udara veća ili jednaka 24J, i žilavost loma veća od ili jednaka 60MPa · m1/2; Granica tečenja komponenti proizvedenih aditivom od legure Ti5321G može doseći 1050 MPa, a stopa istezanja je veća ili jednaka 9%. Komponenta školjke otporne na pritisak za duboke{16}}morske jedrilice pripremljena je korištenjem legure Ti1300G, a duboko{18}}propeler potisnog{18}morskog ROV i eksperimentalna ruka manipulatora pripremljeni su korištenjem legure Ti5321G. Trenutno, školjka otporna na pritisak čeka na testiranje nakon ugradnje, a ROV je uspješno prošao morska ispitivanja u Južnom kineskom moru.
Zatražite ponudu
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
