中國船用鈦合金的研究與應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代,經(jīng)過50余年的努力,船用鈦的研究及應(yīng)用水平有了很大提高,已形成較完整的船用鈦合金系列,能滿足水面艦艇、水下潛艇
和深潛器不同強(qiáng)度級(jí)別的要求。
表1列出了中國發(fā)展的主要船用鈦合金牌號(hào)、性能特點(diǎn)及典型應(yīng)用情況。在我國船用鈦合金體系中, 強(qiáng)度跨度較大, 屈服強(qiáng)度320~1150MPa。一般來講, 我國按屈服強(qiáng)度等級(jí)將鈦合金劃分為低強(qiáng)鈦合金(屈服強(qiáng)度在490MPa以下) 、中強(qiáng)鈦合金(屈服強(qiáng)度為500~790MPa) 、高強(qiáng)鈦合金(屈服強(qiáng)度大于800MPa) 。低強(qiáng)和中強(qiáng)鈦合金大多是α型和近α型低合金化的鈦合金,其塑性好,易成形,焊接性能優(yōu)良。高強(qiáng)鈦合金一般為α十β型和亞穩(wěn)(近)β型鈦合金,其強(qiáng)度高,斷裂韌性好,但相對(duì)低、中強(qiáng)鈦合金而言,其塑性較低,冷加工成形與焊接工藝性能較差。目前,我國的船用鈦合金體系包括:TA2、TA3、Ti3l、ZTA5、TA5、ZTi60、Ti75、Ti80、ZTC4、TC4、TC11、Ti 70、Ti-B19、Ti91、TA16、TA17、TA18等。
表1 中國的船用鈦合金體系及應(yīng)用
分類 | 合金牌號(hào) | Rp0.2/MPa | 材料特性 | 應(yīng)用 |
低強(qiáng)鈦合金 | TA2 | 20 | 成形、焊接性能好,耐海水腐蝕 | 冷成形件、非耐壓鑄件及管路件 |
Ti31 | 490 | 成形、焊接性能好,耐海水腐蝕,耐350℃
海水,耐縫隙腐蝕 | 熱交換器、冷凝器、管路、閥門、
泵體 |
ZTA5 | 490 | 鑄造性能優(yōu)良 | 船舶推進(jìn)、電子及輔助系統(tǒng)的泵、
閥等 |
TA5A | 590 | 耐蝕性、焊接性好 | 板材、鍛件,可用于船舶機(jī)械各類
部件 |
中強(qiáng)鈦合金 | ZTi60 | 590 | 鑄造性能好,耐蝕,可焊 | 各種耐壓系統(tǒng)鑄件 |
Ti70 | 590 | 冷成形性、焊接性、耐蝕性、聲學(xué)性能好 | 透聲窗、聲吶導(dǎo)流罩 |
Ti91 | 600 | 高冷成形性,焊接性、耐蝕性、聲學(xué)性能好 | 透聲窗、聲吶導(dǎo)流罩 |
Ti75 | 550 | 焊接、成形性能好,斷裂韌性、沖擊韌性及應(yīng)力腐蝕斷裂韌性好 | 通海、低壓吹除系統(tǒng),耐高壓管路,壓力容器,船舶結(jié)構(gòu) |
ZTA7 | | 良好的熱穩(wěn)定性,焊接性和鑄造性能好,
耐蝕、耐空泡腐蝕等 | 螺旋槳 |
高強(qiáng)鈦合金 | ZTC4 | 800 | 抗疲勞,抗裂紋擴(kuò)展,鑄造性能好 | 螺旋槳等高強(qiáng)鑄件 |
TC4 | 825 | 優(yōu)異的室溫、高溫性能,優(yōu)良的抗疲勞及裂紋擴(kuò)展能力,耐腐蝕,焊接性能好 | 船舶部件、蒸汽透平機(jī)葉片、水中兵器系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、蓄電器等 |
TC11 | 900 | 優(yōu)異的高溫強(qiáng)度 | 高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子、低壓壓氣機(jī)輪
盤及葉片 |
Ti-B19 | 1150 | 高強(qiáng),良好的塑性,較高的韌性、應(yīng)力腐蝕斷裂韌性,可焊 | 船舶機(jī)械部件、高壓容器、彈射裝置 |
Ti80 | 785 | 耐蝕,可焊 | 高壓容器,深潛器耐壓殼體、結(jié)構(gòu)件 |
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