艦船用鈦合金以輕量化、耐腐蝕、耐高壓為核心優勢,國內主力牌號為Ti31、Ti70、Ti75、Ti80,國際常用TC4、PT系列等。選型需根據耐壓需求、溫度環境、預算綜合權衡,深海場景優選Ti75/Ti80,低溫環境用Ti70,常規結構選Ti31/TC4。未來在綠氫船舶、極地裝備等領域潛力顯著,但需突破成本與工藝瓶頸。有關艦船用鈦合金的國內外常用牌號、選型、新應用等,利泰金屬通過多維度分析如下:
一、國內艦船用鈦合金牌號
1、Ti31(Ti-3Al-1Mo-1V)
類型:近α型
性能:中等強度(600~750 MPa),耐海水腐蝕,焊接性好。
應用:船體結構、海水管道、甲板支撐件。
特點:低成本,適合淺海非承力部件。
2、Ti70(Ti-2.5Al-2Zr-1Mo-1Fe)
類型:近α型
性能:超低溫韌性(-196°C),強度700~800 MPa。
應用:LNG儲罐、液氫管道、極地船舶低溫部件。
特點:抗深冷脆化,替代9%鎳鋼。
3、Ti75(Ti-3Al-2Mo-2Zr)
類型:近α型
性能:深海耐壓(6000米),強度750~850 MPa,抗硫化物腐蝕。
應用:深潛器耐壓殼體、海底管道、深海閥門。
特點:耐高壓、抗生物附著,全海深適用。
4、Ti80(Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo)
類型:近α型
性能:超高強度(950~1100 MPa),耐壓深度11000米。
應用:潛艇耐壓殼體、艦船裝甲、聲吶導流罩。
特點:抗爆抗沖擊,替代HY-80/100鋼。
二、國際艦船用鈦合金牌號
1、俄羅斯PT-3V(Ti-3Al-2V)
性能:中等強度(700~800 MPa),耐海水腐蝕。
應用:船舶焊接結構、海水泵體。
2、俄羅斯PT-7M(Ti-2Al-2.5Zr)
性能:高塑性,抗沖刷腐蝕。
應用:螺旋槳、推進軸、海水冷卻器。
3、美國Grade 5(Ti-6Al-4V,TC4)
性能:綜合性能優(強度900~1100 MPa),耐溫350°C。
應用:船體框架、低壓壓氣機部件。
4、美國Grade 9(Ti-3Al-2.5V)
性能:焊接性極佳,抗應力腐蝕。
應用:潛艇管道、焊接接頭。
三、牌號對比與選型建議
牌號 | 類型 | 強度 (MPa) | 核心優勢 | 典型應用場景 | 成本 |
Ti31 | 近α型 | 600~750 | 低成本、焊接性好 | 船體結構、海水管道 | 低(基準0.8x) |
Ti75 | 近α型 | 750~850 | 深海耐壓、抗硫化物腐蝕 | 深潛器殼體、深海閥門 | 中(1.2x) |
Ti80 | 近α型 | 950~1100 | 超高強度、抗爆抗沖擊 | 潛艇耐壓殼體、艦船裝甲 | 高(1.5x) |
Ti70 | 近α型 | 700~800 | 超低溫韌性(-196°C) | LNG儲罐、極地船舶部件 | 中高(1.3x) |
TC4 | α+β型 | 900~1100 | 綜合性價比最優 | 普通船體框架、舾裝件 | 中(1.0x) |
四、選購方法與注意事項
1、選型原則:
淺海非承力結構:優選Ti31或TC4(低成本)。
深海耐壓部件:必選Ti75或Ti80(抗壓、抗腐蝕)。
超低溫環境:選擇Ti70(抗深冷脆化)。
2、檢測標準:
國內:GB/T 3621(成分)、GB/T 228.1(力學性能)。
國際:ASTM B265(板材)、DNVGL-ST-0126(深海認證)。
3、供應商篩選:
優先軍工認證企業。
需提供船級社證書(如CCS、DNV GL)。
五、未來新應用領域
1、綠色船舶:
氫燃料儲罐:Ti70/Ti75抗氫脆,替代不銹鋼。
2、智能艦船:
一體化傳感結構:鈦合金與光纖傳感器集成(耐蝕+實時監測)。
3、極地開發:
破冰船外殼:Ti70耐-50°C低溫+抗冰層磨損。
4、3D打?。?/p>
定制化推進器:激光粉末床熔融(LPBF)成型,減重30%。
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