舰船用钛合金以轻量化、耐腐蚀、耐高压为核心优势,国内主力牌号为Ti31、Ti70、Ti75、Ti80,国际常用TC4、PT系列等。选型需根据耐压需求、温度环境、预算综合权衡,深海场景优选Ti75/Ti80,低温环境用Ti70,常规结构选Ti31/TC4。未来在绿氢船舶、极地装备等领域潜力显著,但需突破成本与工艺瓶颈。有关舰船用钛合金的国内外常用牌号、选型、新应用等,利泰金属通过多维度分析如下:
一、国内舰船用钛合金牌号
1、Ti31(Ti-3Al-1Mo-1V)
类型:近α型
性能:中等强度(600~750 MPa),耐海水腐蚀,焊接性好。
应用:船体结构、海水管道、甲板支撑件。
特点:低成本,适合浅海非承力部件。
2、Ti70(Ti-2.5Al-2Zr-1Mo-1Fe)
类型:近α型
性能:超低温韧性(-196°C),强度700~800 MPa。
应用:LNG储罐、液氢管道、极地船舶低温部件。
特点:抗深冷脆化,替代9%镍钢。
3、Ti75(Ti-3Al-2Mo-2Zr)
类型:近α型
性能:深海耐压(6000米),强度750~850 MPa,抗硫化物腐蚀。
应用:深潜器耐压壳体、海底管道、深海阀门。
特点:耐高压、抗生物附着,全海深适用。
4、Ti80(Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo)
类型:近α型
性能:超高强度(950~1100 MPa),耐压深度11000米。
应用:潜艇耐压壳体、舰船装甲、声呐导流罩。
特点:抗爆抗冲击,替代HY-80/100钢。
二、国际舰船用钛合金牌号
1、俄罗斯PT-3V(Ti-3Al-2V)
性能:中等强度(700~800 MPa),耐海水腐蚀。
应用:船舶焊接结构、海水泵体。
2、俄罗斯PT-7M(Ti-2Al-2.5Zr)
性能:高塑性,抗冲刷腐蚀。
应用:螺旋桨、推进轴、海水冷却器。
3、美国Grade 5(Ti-6Al-4V,TC4)
性能:综合性能优(强度900~1100 MPa),耐温350°C。
应用:船体框架、低压压气机部件。
4、美国Grade 9(Ti-3Al-2.5V)
性能:焊接性极佳,抗应力腐蚀。
应用:潜艇管道、焊接接头。
三、牌号对比与选型建议
牌号 | 类型 | 强度 (MPa) | 核心优势 | 典型应用场景 | 成本 |
Ti31 | 近α型 | 600~750 | 低成本、焊接性好 | 船体结构、海水管道 | 低(基准0.8x) |
Ti75 | 近α型 | 750~850 | 深海耐压、抗硫化物腐蚀 | 深潜器壳体、深海阀门 | 中(1.2x) |
Ti80 | 近α型 | 950~1100 | 超高强度、抗爆抗冲击 | 潜艇耐压壳体、舰船装甲 | 高(1.5x) |
Ti70 | 近α型 | 700~800 | 超低温韧性(-196°C) | LNG储罐、极地船舶部件 | 中高(1.3x) |
TC4 | α+β型 | 900~1100 | 综合性价比最优 | 普通船体框架、舾装件 | 中(1.0x) |
四、选购方法与注意事项
1、选型原则:
浅海非承力结构:优选Ti31或TC4(低成本)。
深海耐压部件:必选Ti75或Ti80(抗压、抗腐蚀)。
超低温环境:选择Ti70(抗深冷脆化)。
2、检测标准:
国内:GB/T 3621(成分)、GB/T 228.1(力学性能)。
国际:ASTM B265(板材)、DNVGL-ST-0126(深海认证)。
3、供应商筛选:
优先军工认证企业。
需提供船级社证书(如CCS、DNV GL)。
五、未来新应用领域
1、绿色船舶:
氢燃料储罐:Ti70/Ti75抗氢脆,替代不锈钢。
2、智能舰船:
一体化传感结构:钛合金与光纤传感器集成(耐蚀+实时监测)。
3、极地开发:
破冰船外壳:Ti70耐-50°C低温+抗冰层磨损。
4、3D打印:
定制化推进器:激光粉末床熔融(LPBF)成型,减重30%。
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