钛材在舰船上的应用有哪些

钛在海水中如同PT一样耐腐蚀。因此就不需要喷涂防蚀涂料。FRP虽然也不生锈，但海洋生物易附着在其上，很难去掉。铝合金船易腐蚀，而且也易附着海洋生物，难除去。因此，FRP船和Al合金船的船体和船底都必须涂敷防蚀和防止海洋微生物附着的涂料。钛与Cu、Zn等金属相比没有毒性，贝类和海草等海洋生物更易附着在钛上。船静止的时候，贝类和海草的生长速度非常快，但却不腐蚀金属钛，表面也很光滑，非常容易剥离。在船静止时附着在船的推进器上的水草和贝类，在推进器旋转时与水摩擦就会脱落。尽管钛金属几乎不需要防蚀涂料，但是以装饰和标识为目的船用涂料研究还应开展起来。钛船即使在恶劣的天气下也很少出现纵向和横向的摇晃，这是坐过钛船的人共同感受。

舰船上可用钛及钛合金制造的零部件很多，很难盘点清清楚楚，现在只能说说那些获得实际应用的并显示卓有成效的零部件。日本对舰船上可用钛合金制造的零部件作了系统的研究与评估。江藤造船所对首航钛船的调查表明，钛船航行急转弯时船体很少倾斜；给左右船舷中的任一边加油也能保持平衡而不倾斜。这是由于钛船轻，重心低的缘故。钛船中，高速行驶，也能稳定地航行。在前苏联-俄罗斯，过去生产的舰船纳声流罩是用玻璃钢（FRP）制造的，后来大多改用钛合金，使用证明：钛合金声纳导流罩具有优秀的综合性能，它们生产的“库尔斯克”号声纳系统是用钛合制造的。中国采购的K877艇、K636艇、956艇、“辽宁”航母等的声纳导流罩全是钛合金制的。中国早些年建造的舰艇声纳导流罩根据水下、水面应用的要求不同，有的用不锈钢制造，有的用玻璃钢制造，“九五”期间对钛合金导流罩作了深入的全面研究，取得了丰硕的成果，现在逐步改用钛合金的。

舰船上的泵、阀、配管如发动机冷却水及消防海水的管道系统工作条件非常恶劣，过去都是用铜制造的，也有用内涂防腐层钢管与不锈钢管制造的，但它们的服役期限都不长，只有2a~5a，如果改用钛泵、钛阀、钛管路则寿命长达25a~30a，不但总的费用大大下降，而且在运行期间安全可靠，不会发生腐蚀、泄漏及其他安全方面的事故。前苏联-俄罗斯的标准规定，钛管路寿命为3个年限：第一个年限为8a~9a，下水到首次进坞维修；第二次服役寿命应不短于15a；第三次为5a~10a。要求所用等级舰船应于25a~30a期间可靠运行。当前在所有的结构材料中只有钛及钛合金能满这一要求，也是在方面性价比最高的材料。

舰船螺旋浆对材料的要求是：强度高，对海水的有强的抗疲劳性能，耐冲刷和空泡腐蚀。就现有的材料来说，钛合金是能满足这些要求的首选材料。美国海军率先在水翼艇上使用直径为1500mm、四叶可拆式超空泡钛合金螺旋浆。1972年中国研制成水翼快艇钛合金螺旋浆，至2014年估计已生产直径450mm~1500mm的各种这种浆约800件，质量最大的超过160kg。不过长期使用与运转表明，钛合金螺旋浆及其轴在制造成本方面的优势还未充分显现出来，所以钛合金螺旋浆的应用还未达到普遍实用化阶段，有待进一步研发与推广。在钛螺旋浆类部件中还包括船舵与轴承座等。

钛比铝的强度高，在等强度时，用的钛材厚度比铝板的薄得多，比不锈钢的薄40%左右。钛的密度为4．5ｇ／ｃｍ3,比Fe的7.9ｇ／ｃｍ3小，比纯AL的2．7ｇ／ｃｍ3和FRP的(1．1—1．2)g／cm3大。但是由于钛的抗拉强度高，比强度也高，因此，可以减轻船的质量。例如，根据设计要求，如果是纯铝船底板，厚则必须达到5mm,而用2.5mm钛板就够了，同样大小的船，钛制的船体质量是FRP的30％，比铝合金轻10％。由于钛船表面不需要喷涂防锈涂料，因此还省去了涂料的质量。 另外，在成品价格方面，钛制品的价格为铝制品及不锈钢制品的2倍左右。如果考虑维修费用及更换新零部的费用，采用钛制零部件无疑要合算得多。