我國艦船用TA2-TC4-TC11等鈦合金材料的特性及應(yīng)用
發(fā)布時間：2020-09-15 17:49:17
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中國船用鈦合金的研究與應(yīng)用始于20世紀60年代，經(jīng)過50余年的努力，船用鈦的研究及應(yīng)用水平有了很大提高，已形成較完整的船用鈦合金系列，能滿足水面艦艇、水下潛艇和深潛器不同強度級別的要求。表2-3列出了中國發(fā)展的主要船用鈦合金牌號、性能特點及典型應(yīng)用情況。在我國船用鈦合金體系中， 強度跨度較大， 屈服強度320~1150MPa。一般來講， 我國按屈服強度等級將鈦合金劃分為低強鈦合金(屈服強度在490MPa以下) 、中強鈦合金(屈服強度為500~790MPa) 、高強鈦合金(屈服強度大于800MPa) 。低強和中強鈦合金大多是α型和近α型低合金化的鈦合金，其塑性好，易成形，焊接性能優(yōu)良。高強鈦合金一般為α十β型和亞穩(wěn)(近)β型鈦合金，其強度高，斷裂韌性好，但相對低、中強鈦合金而言，其塑性較低，冷加工成形與焊接工藝性能較差。目前，我國的船用鈦合金體系包括：TA2、TA3、Ti31、ZTA5、TA5、ZTi 60、Ti75、Ti80、ZTC4、TC4、TC11、Ti70、Ti-B19、Ti91、TA16、TA17、TA18等。
表1 中國的船用鈦合金體系及應(yīng)用
| 分類 | 合金牌號 | Rp0.2/Mpa | 材料特性 | 應(yīng)用 |
| 低強鈦合金 | TA2 | 320 | 成形、焊接性能好，耐海水腐蝕 | 冷成形件、非耐壓鑄件及管路件 |
| Ti31 | 490 | 成形、焊接性能好，耐海水腐蝕，耐350℃
海水，耐縫隙腐蝕 | 熱交換器、冷凝器、管路、閥門、
泵體 |
| ZTA5 | 490 | 鑄造性能優(yōu)良 | 船舶推進、電子及輔助系統(tǒng)的泵、
閥等 |
| TA5A | 590 | 耐蝕性、焊接性好 | 板材、鍛件，可用于船舶機械各類
部件 |
| 中強鈦合金 | ZTi60 | 590 | 鑄造性能好，耐蝕，可焊 | 各種耐壓系統(tǒng)鑄件 |
| Ti70 | 590 | 冷成形性、焊接性、耐蝕性，聲學(xué)性能好 | 透聲窗，聲吶導(dǎo)流罩 |
| Ti91 | 600 | 高冷成形性，焊接性，耐蝕性，聲學(xué)性能好 | 透聲窗，聲吶導(dǎo)流罩 |
| Ti75 | 550 | 焊接、成形性能好，斷裂韌性、沖擊韌性及
應(yīng)力腐蝕斷裂韌性好 | 通海，低壓吹陳系統(tǒng)，耐高壓管
路，壓力容器，船舶結(jié)構(gòu) |
| ZTA7 | | 良好的熱穩(wěn)定性，焊接性和鑄造性能好，
耐蝕、耐空泡腐蝕等 | 螺旋槳 |
| 高強鈦合金 | ZTC 4 | 800 | 抗疲勞，抗裂紋擴展，鑄造性能好 | 螺旋漿等高強鑄件 |
| TC4 | 825 | 優(yōu)異的室溫、高溫性能，優(yōu)良的抗疲勞及
裂紋擴展能力，耐腐蝕，焊接性能好 | 船舶部件，蒸汽透平機葉片，水中
兵器系統(tǒng)發(fā)動機外殼、蓄電器等 |
| TC11 | 900 | 優(yōu)異的高溫強度 | 高壓壓氣機轉(zhuǎn)子。低壓壓氣機輪
盤及葉片 |
| Ti-B19 | 1150 | 高強，良好的塑性，較高的韌性、應(yīng)力腐蝕
斷裂韌性，可焊 | 船舶機械都件、高壓容器。彈射
裝置 |
| Ti80 | 785 | 耐蝕，可焊 | 高壓容器，深器耐壓殼體、結(jié)構(gòu)件 |
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