舰船用Ti70钛板

详细描述

Ti70钛板代表深海材料工程的尖端成果，其应用正从传统船舶向深远海综合系统延伸。随着增材制造（3D打印钛粉SLM工艺）的成本下降，未来可能出现拓扑优化的Ti70轻量化耐压结构，进一步推动深海装备的技术革命。有关舰船用Ti70钛板的性能、具体应用、选购方法等，利泰金属整理如下：

一、定义与名义

Ti70钛合金是中国自主研发的专用船用钛合金牌号，属于近α型钛合金，名义成分为Ti-Al-Zr-Mo-Nb系，专为深海装备设计，强调高强度、耐腐蚀及焊接性能。其命名遵循中国国标（GB/T）或船舶行业标准，与俄罗斯PT系列或美国Grade系列有区别。

二、性能与特点

1、力学性能

抗拉强度：≥800 MPa

屈服强度：≥750 MPa

延伸率：≥12%

冲击韧性优异，适应深海高压冲击。

2、耐腐蚀性

全海深耐蚀（0~11000米），抗点蚀、应力腐蚀开裂（SCC）性能突出。

3、焊接性

可采用TIG、EBW（电子束焊）等工艺，焊缝强度系数≥90%，无需复杂后处理。

4、轻量化

密度4.5 g/cm³，较钢减重40%，显著提升船舶有效载荷。

三、深海船舶制造中的具体应用

耐压壳体：用于载人潜水器（如“蛟龙号”改进型）的球舱外壳，承受110 MPa静水压。

管路系统：液压管路、海水冷却管，避免传统铜镍合金的缝隙腐蚀。

推进部件：螺旋桨轴、舵翼支架，减少空泡腐蚀风险。

深潜装备：机械手关节、传感器外壳，确保长期服役可靠性。

四、制造工艺关键点

熔炼：真空自耗电弧炉（VAR）三次熔炼，控制O≤0.12%、N≤0.03%。

热加工：β相区锻造（1000~1050℃），细化晶粒至ASTM 6级以上。

焊接：激光-电弧复合焊（Hybrid Welding），热影响区（HAZ）宽度＜2 mm。

表面处理：微弧氧化（MAO）生成20~50 μm陶瓷膜，提升抗生物污损能力。

五、执行标准

中国标准：GB/T 3621-2016《船用钛及钛合金板材》

俄罗斯参照：GOST 23755-79（船舶钛合金技术条件）

行业规范：CB 20094-2012《深海载人装备用钛合金材料技术条件》

六、与船舶用其他钛合金的区别

七、选购方法与注意事项

1、选购方法：

需求匹配：根据设计下潜深度选择厚度（如1000米级选40 mm板，全海深需60 mm以上）。

供应商审核：需持有GJB认证（国军标），提供熔炼炉号追溯报告。

检测指标：重点核查氢含量（H≤0.012%）、UT探伤符合GB/T 5193 B级。

2、注意事项：

加工时禁用含氯切削液（防止应力腐蚀）。

焊接保护气体纯度≥99.999%，露点＜-50℃。

避免与低碳钢直接接触（电偶腐蚀），需用绝缘垫片隔离。

八、未来新应用领域探索

深海空间站：模块化钛合金舱段（设计寿命30年），利用Ti70的低疲劳裂纹扩展速率（da/dN＜1×10⁻⁸ m/cycle）。

海洋能发电：潮流涡轮机叶片，耐空蚀性能较不锈钢提升5倍。

极地船舶：-60℃低温冲击功≥45 J，适用于破冰船外壳。

智能结构：嵌入光纤传感器的Ti70板，实时监测结构健康状态。