钛及钛合金在国外舰船上的应用

钛及钛合金具有高比强度、无磁、耐腐蚀等一系列优点,是一种优异的海洋材料。本文概述钛及钛合金的性能特点,梳理美国、俄罗斯等国家在深潜器和舰船上应用钛合金的情况,研究钛合金在国外舰船上应用的关键技术,包括焊接工艺、电偶腐蚀和生物防污等,最后总结钛及钛合金在国外舰船上的应用情况。     

钛合金的研究进展与应用现状

综述了国内外钛合金的研究进展和应用现状,具体介绍了航空用钛合金、船用钛合金及低成本钛合金的研究进展,简要概述了钛合金在航空航天、舰船及汽车和化工行业的应用现状,并对我国钛行业的发展进行了展望。     

钛合金防腐材料在舰船推进系统的关键零部件上的应用

钛是一种耐腐蚀性好,质地较轻的金属材料,钛合金与其他金属材料相比机械性能和耐腐性也较好。随着技术的发展,钛合金的应用范围也越来越广。舰船上的各零部件,都要求其具有很好的耐腐蚀性,尤其是推进系统等核心部件,钛合金在其关键零部件上有非常突出的应用。     

钛合金在舰船上的应用

钛合金优良的耐海水腐蚀性能、高的比强度、无磁大砺生等特点,使其在船用领域大有潜力可为,我国的船用钛合金经过近40年的研究开发,基本能满足舰艇不同强度级别的需求,在舰船上应用具有明显的社会效益和经济效益,值得进一步应用推广。本文介绍了国内外船用钛合金的开发情况和钛合金在国内外舰船上的应用情况;文中对钛合金然鱼雷达发射水缸、一回路危急冷却器、声扫雷具、二回路泵、阀及管系、声纳导流罩、螺旋桨等方面的应用作了重点介绍。     

钛合金在铝合金舰船海水管路系统的应用

钛合金具有质量轻、强度高、耐海水腐蚀、无磁性等特点,在军用舰船上具有广泛的应用前景,尤其适用于对重量控制和防腐蚀要求较高的高速舰船、铝合金舰船。某型铝合金艇采用钛合金海水管系,经过十多年的使用表明具有良好的效果。该文详细介绍该艇钛合金管系选材、设计、施工、应用效果及存在问题,并提出钛合金材料在舰船上应用的建议。     

美国舰船钛合金海水管路设计考虑与陆上试验研究

美国海军在舰船海水管路上应用钛合金,提升了海水管路的耐腐蚀性能,降低了维护成本。本文分析了采用钛合金海水管路带来的好处,总结了美军在钛合金管路设计上的考虑,研究了美军舰船钛合金海水管路陆上试验情况以及后续的上舰应用情况。     

舰艇用钛合金技术应用分析

钛合金以其高比强度、耐腐蚀性能好、透声性好等综合性能优越特性,越来越广泛应用于航空航天、石油化工、船舶等行业。本文概述了舰船用钛合金的一般特点并给出了舰船用钛合金的类型特性,阐述了俄罗斯、美国舰船用钛合金材料的应用发展情况;给出了国内舰船钛合金应用现状,并结合我国舰艇发展特点,提出了我国舰船用钛合金发展方向以及建议,并提出了发展舰船钛合金结构件需开展的相关工作。     

舰船水下电磁场国外研究现状

介绍了国外在舰船水下电磁场研究现状,重点介绍国外在测试系统研制、传感器技术、实船测试、数据获取、建模分析、海洋环境和目标特性等研究方面的进展情况;列举了电磁场特性在舰船隐身控制和水中兵器上应用,以及在舰船电磁场研究方面积累的手段和经验;讨论了国外对舰船水下电磁场研究的特点。     

钛合金及焊接工艺在舰船中的应用

文中介绍了钛合金作为舰船材料在国内外的应用现状,并对钛合金的焊接应用研究做了简要阐述。随着钛合金及焊接技术的不断发展,钛合金在舰船中的应用范围将会越来越广泛。     

钛合金海水管路上舰应用影响与关键技术问题

在舰船上采用钛合金海水管路,提升耐腐蚀性的同时,可有效减重并节省空间。美国、俄罗斯已在多型主战舰艇和小艇上应用钛合金海水管路。钛合金海水管路上舰应用,需要重点解决异种金属电偶腐蚀、生物污染、焊接工艺等关键技术问题。     

钛合金焊接方法的探讨

文章分析了钛合金的理化性能,选择合理的焊接工艺参数,通过不同的焊接方法对比及其焊接性能试验,得出实船钛合金焊接采用正反面加托罩的焊接方法及其需要注意的问题.     

钛合金的发展现状及应用前景

综述了近年来国内外钛合金的生产工艺技术及应用情况,对钛合金的发展趋势进行了展望,认为钛合金具有巨大的应用潜力,提出了实现钛合金低成本化的建议.     

舰船用钛合金的应用及发展方向

简述了舰船用钛合金的一般特点,并概述了钛合金在国内外舰船上应用的现状及其发展方向.     

TA2钛合金焊接试验研究

通过对TA2钛合金焊接特点的分析,优选合理的焊接工艺、气体保护方式和焊接规范进行试验,试验数据证明采用TIG焊焊接TA2钛合金钢不仅焊缝成型好,微观组织及力学性能也达到了相关标准要求.文章还给出了钛及钛合金的焊接保护焊接区域免受空气侵蚀的相关观点.     

钛合金材料蠕变特性的理论与试验研究

钛合金是深海工程装备的重要材料,在深海环境下会产生不同程度的蠕变变形。该文针对双态组织和网篮组织TC4 ELI钛合金材料,在宏观和微观两个方面开展钛合金蠕变试验研究。开展多组应力水平下的钛合金压缩蠕变试验,绘制蠕变曲线,对传统的Norton方程进行修正,基于最小二乘法拟合饱和蠕变临界应力值和蠕变应力指数,给出初始蠕变阶段和稳态阶段的蠕变本构关系。同时,基于OM(光学显微镜)、XRD(X射线衍射)、TEM(透射电镜)和SEM(扫描电镜)观察,给出TC4 ELI钛合金材料的压缩蠕变微观机理。     

大深度载人潜水器钛合金框架试验研究

对大深度载人潜水器来说,框架是潜水器的设备载体,不仅要保证框架在各种使用工况下其强度满足要求,而且还要保证框架具有合理的刚度,保证设备、电缆液压管路的正常使用.对框架进行试验验收是检验框架安全性最为重要的环节.由于框架是空间结构,布置的大大小小上百个设备都作用在框架上,在试验过程中对这些设备进行完全载荷模拟和框架变形的测量相当困难.在此之前,我国还没有进行过类似大深度载人潜水器钛合金框架试验.本文的主要目的是介绍和总结这次框架试验.本文所涉及的内容包括载荷的模拟方法,应力、变形的测量方法、试验中可能出现的安全问题及其解决办法,试验岗位的配置,试验的后处理任务等等.同时,本文将试验结果与理论分析进行了比较,对大深度载人潜水器框架结构的安全评估等内容进行了探讨,可供以后的类似试验作为参考依据.     

钛合金耐压壳在碰撞下的动力屈曲数值模拟

潜器在航行时有可能与礁石、冰山、其他潜器等发生碰撞事故,碰撞会导致潜器部分结构出现受损、变形、发生屈曲等情况.近年以来,耐压结构在碰撞下的动力屈曲问题引来众多学者的关注与研究.本文利用有限元软件Ansys/Ls-dyna对钛合金耐压壳在碰撞下的动力屈曲展开研究,分析撞击速度对耐压壳动力屈曲的影响.结果表明:在撞击速度达到使耐压壳发生屈曲前,碰撞过程中的最大碰撞力与平均碰撞力的比值可能不变;在不考虑其他因素(耐压壳的厚度,弹性模量,静水压力等)对碰撞力影响的前提下,撞击速度在达到使耐压壳发生动力屈曲前,与最大碰撞力和平均碰撞力近乎呈线性关系.     

钛合金疲劳裂纹扩展速率试验及预报方法

本文针对深海载人潜水器耐压壳用钛合金,开展疲劳性能试验研究,得到该类型钛合金的室温断裂韧性,载荷比R=0.1下的疲劳裂纹扩展门槛值及疲劳裂纹扩展速率,基于选用的疲劳裂纹扩展预报模型,对载荷比R=0.1下的钛合金疲劳裂纹扩展行为进行了预报研究。结果表明:在载荷比不变的前提下,应力强度因子范围是疲劳裂纹扩展速率的主要影响因素,应力强度因子范围的增加会导致疲劳裂纹扩展速率增加;考虑小裂纹效应的疲劳裂纹扩展预报模型可对钛合金的疲劳裂纹扩展行为进行准确预报。