Medzi hlavné oblasti použitia titánovej zliatiny na lodiach patria tlakovo odolné škrupiny, potrubné systémy na morskú vodu, výmenníky tepla, chladiče, rôzne spoje potrubí, súčasti motorov, zdvíhacie zariadenia a spúšťacie zariadenia. Rusko a Spojené štáty americké boli prvými krajinami, ktoré sa zapojili do výskumu zliatin titánu pre lode a vytvorili svoje vlastné systémy zliatin titánu pre lode. Rusko je na čele sveta vo vývoji a praktickom použití titánu pre lode s rôznymi úrovňami pevnosti zliatin titánu pre lode a klasifikovalo tieto zliatiny titánu podľa ich použitia. V súčasnosti je jedinou krajinou so všetkými titánovými ponorkami. Čína začala s vývojom titánových zliatin pre lode v 60. rokoch 20. storočia a teraz vytvorila sériu titánových zliatin pre lode s rozsahom pevnosti 320-1250 MPa. Medzi hlavné triedy patria zliatiny s nízkou pevnosťou, ako napríklad TA2 a Ti31, zliatiny so strednou pevnosťou, ako napríklad Ti70, Ti75 a Ti91, a zliatiny s vysokou pevnosťou, ako napríklad TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti{19}}B19 a Ti{21}}B25. Z hľadiska typov zliatin sú zliatiny titánu s nízkou a strednou pevnosťou pre lode zvyčajne zliatiny titánu alfa a blízke alfa, zatiaľ čo zliatiny titánu s vysokou -pevnosťou pre lode sú zliatiny titánu alfa+beta alebo blízke beta. Zliatina titánu s nízkou pevnosťou sa vyznačuje vysokou plasticitou a dobrou zvárateľnosťou, vďaka čomu sa ľahko spracováva na tenkostenné rúrky a je vhodná na prípravu rôznych výmenníkov tepla, chladičov a iných materiálov rúr; Stredne pevná titánová zliatina má dobré komplexné prispôsobenie výkonu a je vhodná pre veľké hrubé časti, námorné potrubia atď. Zliatina titánu s vysokou pevnosťou sa vyznačuje vysokou pevnosťou a nízkou plasticitou a je vhodná pre škrupiny odolné voči tlaku, vysokotlakové nádoby, špeciálne komponenty lodí atď.
Pre bežné konštrukčné komponenty z námornej titánovej zliatiny, berúc do úvahy zosúladenie pevnosti a húževnatosti materiálu, húževnatosti pri korózii pri lomu, zvariteľnosti atď., by úroveň pevnosti materiálu nemala byť príliš vysoká a čo najviac by sa mali zvoliť zrelé zliatiny titánu v blízkosti alfa. Pre konštrukčné komponenty so špeciálnymi požiadavkami na pevnosť je však potrebné zvoliť zliatiny titánu s vysokou{2}}pevnosťou. S vývojom námorného vybavenia smerom k tmavomodrej farbe sa kladú vyššie požiadavky na výkon titánových materiálov používaných v konštrukciách odolných voči tlaku, ako sú ponorné-morské ponorky a stanice hlbokého vesmíru, čím sa podporuje vývoj-vysokopevných zliatin titánu pre námorné použitie. Zlepšenie pevnosti materiálov môže znížiť-hrúbku prierezu komponentov a hmotnosť štruktúr odolných voči tlaku. Zvyšovanie pevnosti však často obetuje húževnatosť materiálov. Udržanie vysokej pevnosti a zároveň dobrej húževnatosti je preto kľúčom k použitiu{10}}vysokopevných zliatin titánu na lode. Zliatiny titánu s vysokou pevnosťou a húževnatosťou sa v posledných rokoch stali tiež centrom výskumu pre rôzne výskumné ústavy a podniky s titánom. Výskumný prístup sa uskutočňuje z dvoch hľadísk. Na jednej strane, v reakcii na naliehavé potreby veľkých národných projektov, majú konštrukčné jednotky tendenciu vyberať si zrelšie materiály zo zliatiny titánu. Optimalizáciou zloženia zliatiny a procesu prípravy komponentov možno preskúmať výkonnostný potenciál materiálov a zlepšiť prispôsobenie pevnosti a húževnatosti zliatin. Mnoho štúdií sa zameralo na optimalizáciu dizajnu zrelých zliatin TC4 a Ti80. Na druhej strane vychádzame z koncepcie vývoja vysokopevnostných a húževnatých zliatin titánu pre letectvo a kozmonautiku, aby sme vyvinuli nové typy vysokopevnostných a húževnatých zliatin titánu pre námorné inžinierstvo.
Počas obdobia 13. päťročného plánu vykonal Severozápadný výskumný ústav neželezných kovov (Northwest Institute) výskum návrhu optimalizácie zloženia zliatiny na základe zliatiny Ti80 s cieľom zlepšiť húževnatosť zliatiny pri zachovaní jej vysokej pevnosti. Vplyv - stabilných prvkov, - stabilných prvkov a intersticiálnych prvkov na pevnosť a húževnatosť zliatiny Ti80 bol systematicky študovaný pomocou kombinácie výpočtov a experimentov teórie Yu Rui. Mikro mechanizmus vplyvu prvkov na pevnosť a húževnatosť zliatiny bol odhalený pomocou výpočtov Yu Ruiovej teórie. Uskutočnil sa hĺbkový výskum zmien pevnosti a húževnatosti zliatiny Ti-6Al po pridaní prvkov Mo a Nb. Zistilo sa, že prvky Mo a Nb majú malý vplyv na ťahové vlastnosti zliatiny pri izbovej teplote, ale môžu výrazne zlepšiť rázovú húževnatosť zliatiny. Pripisuje sa to najmä pridaniu - stabilizačných prvkov, ktoré menia fázové zloženie v mikroštruktúre, vzrušujú viac dislokácií a deformačných dvojčiat pri nárazovom zaťažení, spotrebúvajú väčšie nárazové zaťaženie, čím zlepšujú schopnosť zliatiny odolávať šíreniu trhlín a dosahujú vyšší výkon pri náraze. Študoval sa vplyv obsahu O prvku na rázový výkon zliatinových tyčí Ti80 s rôznou mikroštruktúrou a zistilo sa, že rázový výkon je citlivejší na obsah O prvku v zliatine. Úpravou obsahu každého prvku a systému tepelného spracovania sa zistilo, že zliatina Ti80 má najlepšiu pevnosť a húževnatosť zodpovedajúcu v žíhanom stave. Jeho mikroštruktúra je bimodálna štruktúra zložená z rovnoosovej primárnej fázy alfa a fázy prechodu beta, ako je znázornené na obrázku 1.
Obrázok 2 ukazuje vplyv obsahu O na medzu klzu a energiu nárazu zliatiny Ti80 s duálnou mikroštruktúrou. Možno konštatovať, že keď je obsah O 0,1 % (hmotnostný zlomok), medza klzu zliatiny dosiahne 800 MPa a energia nárazu môže dosiahnuť 72 J (testovacia norma GB/T229-2020). Tlaku odolná škrupina hlbokomorského-ponoru je typickým predstaviteľom-vysokopevnej a húževnatej titánovej zliatiny používanej v hlbokomorských{17}}výbavách a hĺbka ponoru úzko súvisí so špecifickou pevnosťou materiálu. Ponorná loď Alvin v Spojených štátoch zvýšila svoju maximálnu hĺbku ponoru z 1868 na 4500 metrov nahradením materiálu plášťa odolného voči tlaku z ocele na titán. Po ďalšej úprave titánovou zliatinou sa jej konštrukčná hĺbka zväčšila na 6000 metrov. Pri pohľade na výber materiálov tlakovo odolných škrupín pre hlbokomorské ponorky v rôznych krajinách je vidieť, že hlavnými druhmi titánových materiálov sú Ti-6Al-4V (TC4) a Ti-6Al-4VELI (TC4ELI) a hĺbka ponoru pre tri osoby vyrobeného z týchto dvoch zliatin nie je väčšia ako 7000 metrov. V roku 2017 Čína nezávisle vyvinula a úspešne postavila sférický plášť s posádkou zo zliatiny TC4ELI a sférický plášť s posádkou zo zliatiny Ti80 a úspešne nainštalovala sférický plášť s posádkou TC4ELI na ponorku Deep Sea Warrior s maximálnou hĺbkou ponoru maximálne 7 000 metrov. Maximálna hĺbka ponoru guľovitého plášťa s posádkou TC4ELI, ktorý má tvar melónových lupeňov a je dovezený z Ruska, je 7000 m. Ponorné zariadenie "Striver" pre 3 osoby vyrobené zo zliatiny Ti62A môže dosiahnuť hĺbku ponoru 10 909 m. Zliatina je zliatina titánu s vysokou pevnosťou a vysokou húževnatosťou odolnou voči poškodeniu, ktorú spoločne vyvinuli Inštitút kovov Čínskej akadémie vied a spoločnosť Baoji Titanium Industry Co., Ltd. Pevnosť tejto zliatiny je výrazne lepšia v porovnaní so zliatinou TC4 pri zachovaní dobrej húževnatosti a zvárateľnosti.
Spoločnosť Jiti Industry Co., Ltd. a ďalšie jednotky vykonali výskum optimalizácie výkonu na zliatine Ti62A a vyvinuli zliatinu titánu Ti542222. Index medze klzu tejto titánovej zliatiny je 1000 MPa a nárazová energia je 40 J. Po dvojitom žíhaní má najlepšiu pevnosť, plasticitu a húževnatosť.
S podporou príslušných národných projektov Northwest Institute a 725th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) úspešne vyvinuli zliatiny titánu s medzami klzu 800900 a 1000MPa. Northwest Institute nezávisle vyvinul vysokopevnú - titánovú zliatinu Ti-B25, ktorá sa vyznačuje vysokou pevnosťou a dobrým výkonom pri práci za studena a je široko používaná v lodných komunikačných systémoch. Inštitút kovov Čínskej akadémie vied vyvinul 1000 a 1200 MPa vysokopevnostné a vysokopevnostné titánové zliatiny pre titán používaný v oceánskom inžinierstve a pripravil škrupiny z titánových zliatin pre vedeckú experimentálnu stanicu Abyss in situ a vetroň Abyss v malých sériách, čím v podstate nahradil zliatinu Ti64.
Čína v posledných rokoch zaviedla aj technológiu aditívnej výroby do-výroby námorných zariadení. China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd., v spojení s Xi'an Bolite, použila technológiu laserového tavenia (LMD) na skúšobnú výrobu vrtúľ z titánovej zliatiny, dutých plášťov atď. Inštitút kovov Čínskej akadémie vied v spolupráci s Shanghai University of Science and Technology vyvinuli rôzne procesy výroby pridaných práškových práškových{5}} procesov lisovania za tepla a lisovania titánových zliatin{5}}. Na základe konštrukčnej myšlienky zloženia s vysokým podchladením a metódy spevňovania a tuhnutia vysokopevnostných titánových zliatin bol vyvinutý systém zloženia rovnoosých kryštálových zliatin titánu so slabou textúrou vhodný pre procesy aditívnej výroby, ktorý umožňuje zliatinám titánu vyrobeným s aditívami dosiahnuť vynikajúcu pevnosť, plastické prispôsobenie a izotropiu mechanických vlastností.
Počas obdobia 14. päťročného plánu spoločnosť Northwest Institute, spoliehajúc sa na čiastkový projekt národného kľúčového programu výskumu a vývoja „Optimalizácia a príprava zloženia vysokopevnostnej a odolnej titánovej zliatiny pre extrémne servisné prostredie v hlbokomorskom prostredí“, vyvinula ultra vysoko pevnú titánovú zliatinu Ti1300G pre hlbokomorské vybavenie a vysokopevnostnú a húževnatú titánovú zliatinu Ti5321G na húževnaté zariadenia na báze titánu a prísady Ti300 s vysokou pevnosťou. Ti5321. Medza klzu zliatiny Ti1300G odolná voči tlaku môže dosiahnuť 1250 MPa, predĺženie väčšie alebo rovné 9 %, energia nárazu väčšia alebo rovná 24 J a lomová húževnatosť väčšia alebo rovná 60 MPa · m1/2; Medza klzu komponentov vyrobených z prísad zliatiny Ti5321G môže dosiahnuť 1050 MPa a miera predĺženia je väčšia alebo rovná 9 %. Komponent škrupiny odolný voči tlaku pre hlbokomorské klzáky bol pripravený pomocou zliatiny Ti1300G a hlbokomorská vrtuľa ROV a experimentálne manipulačné rameno boli pripravené pomocou zliatiny Ti5321G. V súčasnosti škrupina odolná voči tlaku po inštalácii čaká na testovanie a ROV úspešne prešiel námornými skúškami v Juhočínskom mori.
Vyžiadajte si cenovú ponuku
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
