隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類面臨著資源短缺的難題?？v觀全球，現(xiàn)有陸地能源與礦物資源的枯竭，已是為期不遠(yuǎn)的可怕現(xiàn)實。而占地球表面積約71%的藍(lán)色海洋，可提供充足的食物和醫(yī)藥原料，蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)儲量以及占全球總儲量約1/3 的石油、天然氣；而海洋潮汐、海上風(fēng)能和太陽能等的開發(fā)和利用，將為人類活動提供可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)勁動力。

開發(fā)海洋需要各種裝備，而任何裝備功能的實現(xiàn)都依賴于材料技術(shù)。海洋和陸地不同，海水與海洋大氣中含有氯化物和硫化物，對機(jī)械裝置材料腐蝕作用很大，而深海海水的強(qiáng)大壓力，需求設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，否則會出現(xiàn)失效。故海洋工程用設(shè)備構(gòu)件，特別是在大深度海水中作業(yè)的構(gòu)件，需要選用比強(qiáng)度高，比韌性好、耐海水腐蝕的材料加工制造。

1、鈦在海洋工程應(yīng)用上的優(yōu)勢

鈦，被稱為“海洋金屬”，其質(zhì)輕、高強(qiáng)、無磁、耐蝕，特別突出的是耐海水和海洋大氣腐蝕，是優(yōu)異的輕型結(jié)構(gòu)材料，尤其適用于作輕型海工裝備用材。鈦及鈦合金在海洋工程中在推廣應(yīng)用，對提高海洋工程裝備的作業(yè)能力、安全性、可靠性及技戰(zhàn)術(shù)水平具有十分重要的意義，是建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要戰(zhàn)略材料之一。

與鋼鐵、不銹鋼、銅、鋁等常用材料相比，鈦材最突出的特點是密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性強(qiáng)；同時還具有優(yōu)良的耐海水沖刷、無磁性、無冷脆性、高透聲系數(shù)及有優(yōu)異的中子輻照衰減性能。在塑性成形、鑄造、焊接等方面，與其他常用金屬材料一樣，可以采用常規(guī)的方法進(jìn)行加工成形，因而使鈦金屬材料對各類海洋工程具有廣泛的適用性。

2、國內(nèi)海洋工程用鈦合金分類、性能特點及應(yīng)用

自 20 世紀(jì)90 年代以來，我國自主開發(fā)了多種海洋工程專用鈦合金。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國海洋用鈦的研究及應(yīng)用水平有了很大提高，已形成較為完善的合金體系，按合金屈服強(qiáng)度，可大致分成三個等級：1) 低強(qiáng)鈦合金(500 MPa 以下)；2) 中強(qiáng)鈦合金(500~800 MPa)；3) 高強(qiáng)度鈦合金(800 MPa 以上)。

低強(qiáng)鈦合金主要有工業(yè)純鈦(TA1-TA3)、TA9、TA10、TA16 等；中強(qiáng)鈦合金主要有：TA17、TA22 (Ti-31)、ZTA5、TA5-A、TA18、ZTi60、TA23 (Ti-70)、Ti-91、TA24 (Ti-75)等；高強(qiáng)鈦合金主要有：ZTC4、TC4、TC4ELI、Ti80、TC10、TC11、TiB19、TB9 等。

表1 為我國海洋用鈦及鈦合金及其性能。

由于鈦及鈦合金自身所具備的特性，使其在艦船以及海工裝備的應(yīng)用上具有得天獨厚的優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船、掃雷艇以及螺旋槳推進(jìn)器、海水管路、冷凝器、熱交換器等。如，我國的“和諧”號深海載人深潛器載人球殼的材料就是鈦合金；美國、日本、俄羅斯等國深潛器的載人球殼的材料也是鈦合金。此外，鈦還具有無磁性，能夠提高探測儀器及工具的抗磁干擾能力，減小設(shè)備裝備的磁物理場效應(yīng)，增加隱蔽性，提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，這使其在艦船上的應(yīng)用潛力進(jìn)一步被發(fā)掘出來。

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