鈦合金在海洋產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用狀況

鈦有很強(qiáng)的耐酸堿腐蝕能力，在海水中浸5年不銹蝕，鋼鐵在海水中則會(huì)腐蝕變質(zhì)。用鈦合金為船只制造外殼，海水無法腐蝕它，制成的潛艇，既能抗海水腐蝕，又能抗深層壓力，其下潛深度比不銹鋼潛艇增加80％。同時(shí)，鈦無磁性，不會(huì)被水雷發(fā)現(xiàn)，具有很好的反監(jiān)護(hù)作用。一般鋼鐵潛艇下潛超過300米就容易被水壓壓壞。鈦潛艇下潛深度超過300米不但不會(huì)被壓壞，還能有效地避開深水炸彈的攻擊，顯示了“鈦潛艇”的獨(dú)特魅力和優(yōu)異性能。目前鈦是深海領(lǐng)域艦船用材不可替代的材料。由此可見，艦船領(lǐng)域用鈦將成為鈦工業(yè)發(fā)展的新亮點(diǎn)。俄羅斯早在1968年便成功制造出全鈦潛艇。30多年過去了，至今這艘全鈦潛艇還在各大洋游弋。從20世紀(jì)60年代中期開始，俄羅斯先后生產(chǎn)了6～7艘雙層高壓殼“阿爾法”級(jí)全鈦潛艇，每艘潛艇用鈦達(dá)3000噸?！鞍柗ā惫魸撏в捎诓捎昧讼冗M(jìn)的鈦合金為殼體材料，最大潛深高達(dá)900米。日本也是世界上較早從事鈦材在艦船應(yīng)用研究的國(guó)家，在民用游船、漁船應(yīng)用方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)的蛟龍?zhí)栆呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了“敢下五洋捉鱉”的夢(mèng)想，這里展現(xiàn)了金屬鈦的優(yōu)異品質(zhì)。鈦金屬在海洋工程中具有廣泛的用途，特別適于做輕型海工裝備，是海洋工程領(lǐng)域的新型關(guān)鍵材料之一，因此，充分利用海洋材料——鈦及鈦合金，將有助于國(guó)家海洋戰(zhàn)略的發(fā)展。

鈦適合海洋環(huán)境的特性
1. 密度小、強(qiáng)度高、比強(qiáng)度大鈦的密度是4.51g/cm3，為鋼的57％，鈦比重不到鋁的兩倍，強(qiáng)度是鋁3倍。鈦的比強(qiáng)度是常用工業(yè)合金中最大的。高比強(qiáng)度可促進(jìn)海工裝備的小型化、輕量化，可增加潛艇的航速、浮力和機(jī)動(dòng)性，增加深潛器的下潛深度和有效載荷，因此，鈦是海洋工程必不可少的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。
2. 耐蝕性能優(yōu)異
鈦是目前已知材料中抗常溫海水腐蝕性能最好的材料，即使在污染的海水、熱海水（低于120℃）、海泥、流動(dòng)海水中均具有良好的耐蝕性。其優(yōu)異的耐蝕性是由于它具有很好的自鈍化性，當(dāng)受到某種程度的破壞時(shí)，表面氧化膜或鈍化膜可以很快自行修復(fù)和恢復(fù)。也就是說，在海洋中，鈦幾乎是不可腐蝕的，鈦表面有一層附著力強(qiáng)而堅(jiān)韌的氧化膜，故耐蝕性超過其他金屬。
在抗腐蝕設(shè)備設(shè)計(jì)中，可大幅度減少承載結(jié)構(gòu)件厚度方向的腐蝕裕量，大大節(jié)約建造材料；抗腐蝕設(shè)備可與主體進(jìn)行同壽命設(shè)計(jì)，減少維護(hù)頻次，大大降低維護(hù)費(fèi)用，還可提升裝備服役能力；鈦制設(shè)備在海洋中使用時(shí)無需涂層保護(hù)，簡(jiǎn)化了制造工藝，縮短了工期，降低了制造成本。
3. 耐海水沖蝕腐蝕和氣蝕
大部分材料都存在臨界速度，超過此速度表面氧化膜就會(huì)被沖刷掉而使腐蝕加速發(fā)生。這種加速腐蝕就是沖蝕腐蝕。鈦管路的耐沖刷腐蝕能力遠(yuǎn)高于銅及銅合金管，鈦在海水里的臨界速度大于27米/ 秒。多種沖蝕腐蝕試驗(yàn)表明鈦耐這種腐蝕的能力非常強(qiáng)。鈦允許采用較小的管徑、較薄的管壁和較高的流速制造管路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化、輕量化。同時(shí)，耐氣蝕實(shí)驗(yàn)表明，鈦是最耐氣蝕破壞的金屬之一。
4. 綠色循環(huán)利用
鈦金屬制品在海洋環(huán)境中的使用壽命長(zhǎng)，報(bào)廢后經(jīng)解體回爐，可加工成較低級(jí)別的鈦合金材料使用，且其重量損失極少，回收率高。
5. 抗沖擊性能高
鈦及鈦合金的抗沖擊性能最佳，這有利于海工裝備抵御海浪周期性沖擊的能力，提高設(shè)備的安全可靠性。
6. 無磁
鈦無磁性，非常適合用于必須將電磁波干擾減少到最小的地方。用于潛艇，可極大限度地降低潛艇的磁性物理場(chǎng)效應(yīng)，從而減少其被反潛飛機(jī)磁探儀發(fā)現(xiàn)的可能；對(duì)于鈦制船舶、艦艇可增加隱蔽性，避免受到磁性水雷的攻擊。用于潛艇殼體，不會(huì)引起水雷的爆炸。同時(shí)，還有利于提高探測(cè)儀器及工具的抗磁干擾能力，保證信號(hào)的準(zhǔn)確性。
7. 高透聲系數(shù)
鈦用做潛艇和航母的聲吶導(dǎo)流罩材料，可提高設(shè)備的聲吶探測(cè)靈敏度和探測(cè)距離，提高裝備的效能與安全可靠性。
8. 優(yōu)良的加工性能
鈦金屬機(jī)械加工性能好，可制成各種形狀、各種規(guī)格的實(shí)用工程材料，包括鈦板、鈦棒、鈦管、鈦絲、鈦帶、鈦箔、鈦鍛件、鑄件、焊件等；絕大多數(shù)鈦及其合金具有良好的可焊性，焊縫強(qiáng)度系數(shù)可達(dá)0.9 以上；鈦金屬焊后很少產(chǎn)生延遲裂紋，其設(shè)備一般無需焊后熱處理，有利于船舶和海洋工程等大型工程裝備的建造。