พื้นที่การใช้งานหลักของโลหะผสมไทเทเนียมบนเรือ ได้แก่ เปลือกทนแรงดัน ระบบท่อส่งน้ำทะเล เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องทำความเย็น ข้อต่อท่อต่างๆ ส่วนประกอบเครื่องยนต์ อุปกรณ์ยก และอุปกรณ์ปล่อย รัสเซียและสหรัฐอเมริกาเป็นประเทศแรกสุดที่มีส่วนร่วมในการวิจัยเกี่ยวกับโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับเรือ และก่อตั้งระบบโลหะผสมไทเทเนียมของตนเองสำหรับเรือ รัสเซียอยู่ในระดับแนวหน้าของโลกในด้านการพัฒนาและการใช้งานจริงของไทเทเนียมสำหรับเรือ โดยมีระดับความแข็งแกร่งของโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับเรือที่แตกต่างกัน และได้จำแนกโลหะผสมไทเทเนียมเหล่านี้ตามการใช้งาน ปัจจุบันเป็นประเทศเดียวที่มีเรือดำน้ำไทเทเนียมทั้งหมด จีนเริ่มพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับเรือในทศวรรษ 1960 และปัจจุบันได้สร้างชุดโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับเรือที่มีช่วงความแข็งแกร่ง 320-1250 MPa เกรดหลักได้แก่โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง เช่น TA2 และ Ti31 โลหะผสมที่มีความแข็งแรงปานกลาง เช่น Ti70, Ti75 และ Ti91 และโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-เช่น TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19 และ Ti-B25 จากมุมมองของประเภทโลหะผสม โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงและแข็งแรงปานกลางสำหรับเรือมักจะเป็นโลหะผสมไทเทเนียมอัลฟ่าและใกล้อัลฟา ในขณะที่โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง-สำหรับเรือคือโลหะผสมไทเทเนียมอัลฟ่า+เบต้าหรือใกล้เบต้า โลหะผสมไททาเนียมความแข็งแรงต่ำมีลักษณะเป็นพลาสติกสูงและเชื่อมได้ดี ทำให้ง่ายต่อการแปรรูปเป็นท่อ-ที่มีผนังบาง และเหมาะสำหรับการเตรียมเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องทำความเย็น และวัสดุท่ออื่นๆ โลหะผสมไททาเนียมความแข็งแรงปานกลางมีสมรรถนะที่ครอบคลุมและเหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีความหนาขนาดใหญ่ ท่อส่งน้ำ ฯลฯ โลหะผสมไททาเนียมที่มีความแข็งแรงสูงมีลักษณะเฉพาะที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเป็นพลาสติกต่ำ และเหมาะสำหรับเปลือกทนแรงดัน ภาชนะแรงดันสูง ส่วนประกอบเรือพิเศษ ฯลฯ
สำหรับส่วนประกอบโครงสร้างโลหะผสมไททาเนียมทางทะเลทั่วไป เมื่อพิจารณาถึงความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุที่ตรงกัน ความเหนียวแตกหักของการกัดกร่อนจากความเครียด ความสามารถในการเชื่อม ฯลฯ ระดับความแข็งแรงของวัสดุไม่ควรสูงเกินไป และควรเลือกโลหะผสมไททาเนียมใกล้อัลฟ่าให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่มีความต้องการความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ จะต้องเลือกโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง- ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์ทางทะเลไปสู่สีน้ำเงินเข้ม ได้มีการหยิบยกข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของวัสดุไทเทเนียมที่ใช้ในโครงสร้างต้านทานแรงดัน เช่น -เรือดำน้ำในทะเลลึกและสถานีอวกาศลึก ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง-สำหรับการใช้งานทางทะเล การปรับปรุงความแข็งแรงของวัสดุสามารถลดความหนาของหน้าตัด-ของส่วนประกอบและน้ำหนักของโครงสร้างต้านทานแรงกดได้ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มความแข็งแกร่งมักจะทำให้ความเหนียวของวัสดุลดลง ดังนั้น การรักษาความแข็งแรงสูงในขณะที่มีความเหนียวที่ดีจึงเป็นกุญแจสำคัญในการใช้โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง{10}}สำหรับเรือ โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงและความเหนียวยังกลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยสำหรับสถาบันวิจัยต่างๆ และองค์กรไทเทเนียมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวทางการวิจัยดำเนินการจากสองด้าน ในด้านหนึ่ง เพื่อตอบสนองความต้องการเร่งด่วนของโครงการระดับชาติที่สำคัญ หน่วยออกแบบมักจะเลือกวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมที่เป็นผู้ใหญ่มากกว่า ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพองค์ประกอบของโลหะผสมและกระบวนการเตรียมส่วนประกอบ จึงสามารถสำรวจศักยภาพด้านประสิทธิภาพของวัสดุได้ และปรับปรุงการจับคู่ความเหนียวด้านความแข็งแรงของโลหะผสมได้ การศึกษาจำนวนมากมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโลหะผสม TC4 และ Ti80 ที่เติบโตเต็มที่ ในทางกลับกัน เราใช้แนวคิดการพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียม-ความแข็งแรงสูงและทนทานด้านการบินและอวกาศ เพื่อพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียม-ความแข็งแรงสูงและทนทานประเภทใหม่สำหรับวิศวกรรมทางทะเล
ในช่วงแผนห้าปีที่ 13 สถาบันวิจัยโลหะนอกกลุ่มเหล็กตะวันตกเฉียงเหนือ (สถาบันตะวันตกเฉียงเหนือ) ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพขององค์ประกอบของโลหะผสมโดยใช้โลหะผสม Ti80 โดยมีเป้าหมายที่จะปรับปรุงความเหนียวของโลหะผสมในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งแรงสูงเอาไว้ อิทธิพลของธาตุที่เสถียร - ธาตุ ธาตุที่เสถียร - ธาตุ และธาตุคั่นระหว่างหน้าต่อความแข็งแรงและความเหนียวของโลหะผสม Ti80 ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบโดยใช้การผสมผสานของการคำนวณและการทดลองทางทฤษฎี Yu Rui กลไกระดับจุลภาคขององค์ประกอบที่มีอิทธิพลต่อความแข็งแรงและความเหนียวของโลหะผสมได้รับการเปิดเผยผ่านการคำนวณทางทฤษฎีของ Yu Rui มีการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงด้านความแข็งแกร่งและความเหนียวของโลหะผสม Ti-6Al หลังจากเพิ่มองค์ประกอบ Mo และ Nb พบว่าองค์ประกอบ Mo และ Nb มีผลเพียงเล็กน้อยต่อคุณสมบัติแรงดึงที่อุณหภูมิห้องของโลหะผสม แต่สามารถปรับปรุงความทนทานต่อแรงกระแทกของโลหะผสมได้อย่างมีนัยสำคัญ สาเหตุหลักมาจากการเพิ่มองค์ประกอบที่ทำให้เสถียรซึ่งเปลี่ยนองค์ประกอบเฟสในโครงสร้างจุลภาค การเคลื่อนตัวและการเสียรูปที่น่าตื่นเต้นมากขึ้นภายใต้ภาระการกระแทก การใช้แรงกระแทกมากขึ้น ดังนั้นจึงปรับปรุงความสามารถของโลหะผสมในการต้านทานการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว และบรรลุประสิทธิภาพการกระแทกที่สูงขึ้น ศึกษาอิทธิพลของปริมาณองค์ประกอบ O ต่อประสิทธิภาพการกระแทกของแท่งโลหะผสม Ti80 ที่มีโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน ได้รับการศึกษา และพบว่าประสิทธิภาพการกระแทกมีความไวต่อปริมาณองค์ประกอบ O ในโลหะผสมมากกว่า โดยการปรับเนื้อหาของแต่ละองค์ประกอบและระบบบำบัดความร้อน พบว่าโลหะผสม Ti80 มีความแข็งแรงความเหนียวที่เหมาะสมที่สุดในสถานะอบอ่อน โครงสร้างจุลภาคของมันคือโครงสร้างแบบ bimodal ที่ประกอบด้วยเฟสอัลฟาปฐมภูมิที่เท่ากันและเฟสการเปลี่ยนผ่านเบต้า ดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 2 แสดงผลของปริมาณ O ต่อความแข็งแรงของผลผลิตและพลังงานกระแทกของโลหะผสม Ti80 ที่มีโครงสร้างจุลภาคคู่ สรุปได้ว่าเมื่อปริมาณ O อยู่ที่ 0.1% (เศษส่วนของมวล) ความแข็งแรงครากของโลหะผสมจะสูงถึง 800 MPa และพลังงานกระแทกสามารถสูงถึง 72 J (มาตรฐานทดสอบ GB/T229-2020) เปลือกที่ทนต่อแรงดันของ-เรือดำน้ำลึกเป็นตัวแทนของโลหะผสมไทเทเนียม-ที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานที่ใช้ใน-อุปกรณ์ใต้น้ำลึก และความลึกในการดำน้ำของเรือดำน้ำนั้นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแข็งแรงจำเพาะของวัสดุ เรือดำน้ำ Alvin ในสหรัฐอเมริกาได้เพิ่มความลึกในการดำน้ำสูงสุดจากปี 1868 เป็น 4,500 เมตร โดยการเปลี่ยนวัสดุเปลือกทนแรงดันจากเหล็กเป็นไทเทเนียม หลังจากดัดแปลงเพิ่มเติมด้วยไททาเนียมอัลลอยด์ ความลึกของการออกแบบก็เพิ่มขึ้นเป็น 6,000 เมตร เมื่อดูการเลือกวัสดุเปลือกทนแรงดันสำหรับเรือดำน้ำลึกในประเทศต่างๆ จะเห็นได้ว่าเกรดหลักของวัสดุไทเทเนียมคือ Ti-6Al-4V (TC4) และ Ti-6Al-4VELI (TC4ELI) และความลึกในการดำน้ำสำหรับสามคนที่ทำจากโลหะผสมทั้งสองนี้ไม่เกิน 7000 เมตร ในปี 2017 จีนได้พัฒนาอย่างอิสระและประสบความสำเร็จในการสร้างกระดองทรงกลมที่มีคนขับโลหะผสม TC4ELI และกระดองทรงกลมที่มีคนขับโลหะผสม Ti80 และประสบความสำเร็จในการติดตั้งกระดองทรงกลมที่มีคนขับ TC4ELI บนเรือดำน้ำ Deep Sea Warrior โดยมีความลึกในการดำน้ำสูงสุดไม่เกิน 7,000 เมตร ความลึกในการดำน้ำสูงสุดของกระดองทรงกลมที่มีคนขับ TC4ELI ซึ่งมีรูปร่างคล้ายกลีบแตงโมและนำเข้าจากรัสเซียอยู่ที่ 7000 ม. เรือดำน้ำสำหรับ 3 คน "Striver" ที่ทำจากโลหะผสม Ti62A สามารถดำน้ำได้ลึกถึง 1,0909 เมตร โลหะผสมนี้เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ทนทานต่อความเสียหายที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวสูง ซึ่งพัฒนาร่วมกันโดย Institute of Metals of the Chinese Academy of Sciences และ Baoji Titanium Industry Co., Ltd. ความแข็งแรงของโลหะผสมนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับโลหะผสม TC4 ในขณะที่ยังคงความเหนียวและความสามารถในการเชื่อมได้ดี
Jiti Industry Co., Ltd. และหน่วยงานอื่นๆ ได้ทำการวิจัยการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพของโลหะผสม Ti62A และพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียม Ti542222 ดัชนีความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะผสมไทเทเนียมนี้คือ 1,000MPa และพลังงานกระแทกคือ 40J หลังจากการอบอ่อนสองครั้ง จะมีความแข็งแรงเป็นพลาสติกและมีความเหนียวที่เข้ากันดีที่สุด
ด้วยการสนับสนุนโครงการระดับชาติที่เกี่ยวข้อง Northwest Institute และสถาบันวิจัยแห่งที่ 725 ของ China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) ประสบความสำเร็จในการพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมด้วยความแข็งแกร่งของผลผลิตที่ 800900 และ 1,000MPa Northwest Institute ได้พัฒนาโลหะผสมไทเทเนียม Ti-B25 ที่มีความแข็งแรงสูง -} ซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะที่มีความแข็งแรงสูงและประสิทธิภาพการทำงานขณะเย็นได้ดี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบสื่อสารทางเรือ สถาบันโลหะแห่ง Chinese Academy of Sciences ได้พัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง-และมีความเหนียวสูง 1,000 และ 1200MPa สำหรับไทเทเนียมที่ใช้ในวิศวกรรมมหาสมุทร และได้เตรียมเปลือกโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับสถานีทดลองทางวิทยาศาสตร์ Abyss ใน-แหล่งกำเนิด และเครื่องร่อน Abyss ในปริมาณน้อย โดยพื้นฐานแล้วจะแทนที่โลหะผสม Ti64
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนยังได้นำเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อมาสู่การผลิตอุปกรณ์ในทะเลลึก- China Shipbuilding Industry Corporation Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. ร่วมกับ Xi'an Bolite ได้ใช้เทคโนโลยีการหลอมละลายด้วยเลเซอร์ (LMD) เพื่อทดลองผลิตใบพัดโลหะผสมไทเทเนียม เปลือกกลวง ฯลฯ สถาบันโลหะแห่ง Chinese Academy of Sciences ร่วมกับมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซี่ยงไฮ้ ได้พัฒนาส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียมทางวิศวกรรมทะเลลึก-ที่หลากหลาย โดยใช้การผลิตแบบเติมเนื้อและกระบวนการอัดไอโซสแตติกแบบร้อนด้วยผง จากแนวคิดการออกแบบองค์ประกอบที่มีการระบายความร้อนต่ำและวิธีการเสริมความแข็งแกร่งและการแข็งตัวของโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง- ทำให้พื้นผิวที่อ่อนแอ ระบบองค์ประกอบโลหะผสมไทเทเนียมคริสตัลสมดุลซึ่งเหมาะสำหรับกระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อได้รับการพัฒนา ซึ่งช่วยให้โลหะผสมไทเทเนียมที่ผลิตด้วยสารเติมแต่งได้รับความแข็งแรงเป็นเลิศ การจับคู่พลาสติก และคุณสมบัติทางกลของไอโซโทรปี
ในช่วงแผนห้าปีที่ 14 สถาบัน Northwest Institute ได้อาศัยโครงการย่อยของโครงการ R&D หลักแห่งชาติ "การเพิ่มประสิทธิภาพและการเตรียมองค์ประกอบโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานสำหรับสภาพแวดล้อมการให้บริการในทะเลลึก" ได้พัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมความแข็งแรงสูงพิเศษ Ti1300G สำหรับอุปกรณ์ในทะเลลึก และโลหะผสมไทเทเนียม Ti5321G ที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานสำหรับการผลิตสารเติมแต่งอุปกรณ์ในทะเลลึกโดยอิงจากโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานอย่าง Ti1300 และ Ti5321 ความแข็งแรงของผลผลิตของเปลือกต้านทานแรงดันโลหะผสม Ti1300G สามารถเข้าถึง 1250MPa การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 9% พลังงานกระแทก มากกว่าหรือเท่ากับ 24J และความเหนียวแตกหัก มากกว่าหรือเท่ากับ 60MPa · m1/2 ความแข็งแรงของผลผลิตของส่วนประกอบที่ผลิตด้วยสารเติมแต่งโลหะผสม Ti5321G สามารถเข้าถึง 1,050MPa และอัตราการยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 9% ส่วนประกอบเปลือกต้านทานแรงกดสำหรับ-เครื่องร่อนในทะเลลึกถูกเตรียมโดยใช้โลหะผสม Ti1300G และ-ใบพัดทรัสเตอร์ ROV ในทะเลลึกและแขนหุ่นยนต์ทดลองถูกเตรียมโดยใช้โลหะผสม Ti5321G ปัจจุบัน เปลือกทนแรงดันกำลังรอการทดสอบหลังการติดตั้ง และ ROV ผ่านการทดสอบทางทะเลในทะเลจีนใต้เรียบร้อยแล้ว
ขอใบเสนอราคา
อีเมล:bjcxtitanium@gmail.com
วอทส์แอพ:+8613571718779
