钛:在海洋中起舞
2015-02-11 15:39:20 作者:本站整理来源:



钛金属称霸海洋


       钛及钛合金钛在海洋中表现出众,其质轻、强度高,耐海水腐蚀,机械加工、焊接性能良好,且焊后不需要热处理,无热影响区脆化问题,是理想的舰船材料。虽然与钢铁相比,钛的历史非常短,至今还没超过100年,但是钛的资源却十分丰富。因此,钛一经问世便应用于各种船舶的制造。
 
钛之履历
       核潜艇:1978年-1983年,前苏联制造的初级攻击型核潜艇,据推测承压船壳就是用钛制造的。这艘潜艇水上排水量为2800t,水下排水量为3600t,潜水深度为600m。
 
       深海潜艇:日本载人潜水调查船于1989年1月举行下水仪式。同年8月下潜6500m,创世界最新记录。其承压船壳就是用Ti-6Al-4V合金制造的。
 
       民用钛船:最早的民用钛船是由东邦钛公司和藤新造船所协力制造的竞技快艇,于1985年5月下水,在外国注册登记。这艘快艇长17m,宽4m,高2.5m,重2.8t。除了船舱用钢化塑料(FRP)以外,其它从框架到船体全部用钛制造。
 
       快艇:第一艘快艇船形由日生工业制造,船长12.25ng;宽4.06m;船深2.25m,1997年8月出厂。使用J1S H4600 2种钛材约1.7t;船舵、舵轴、推进器轴均用Ti—6Al-4V合金制造。
 
      海洋结构件:东京湾横跨道路的桥墩外表就是用钛/钢复合板覆盖而成的,1994年被覆工程完工,设计寿命为100年。钛制冰海了望塔、舞洲至梦洲大桥的桥墩也是用钛/钢复合板覆盖而成的,显示出优良的耐蚀性。 
  
      手划钛船:江藤造船所自1993年以来为开发全钛船,制造了第一艘手划船(长2.5m、宽lm)。对Ti的焊接分剪,组装技术进行了探索,考察了在海水中的腐蚀情况和生物附着方式。
 
      钛制渔船:1998年,第一艘钛制渔船是由新日本制铁公司钛和江藤造船所等联合制造的。船长12.5m,宽2.8m,高0.82m;渔船总重约4.7t;使用纯钛约3t,有强度要求的构件和甲板全部用Ti制作。
 
钛之优势
      船体轻: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。
      航速提高:钛制船的发动机比铝合金制的船发动机要小15%,如果使用相同的发动机,则航速可以提高15%。另外,船表面无涂料与水直接接触,也减小了与水的摩擦系数,从而提高了船的速度。
燃料费用和CO2生成量减少:钛船的质量轻和高航速使得单位质量、单位航行距离燃料费用大幅度下降。这不仅仅是航行经费的减少,而且还减少了CO2生成量,对防止已成为国际性问题的地球暖化是十分有效的。
       耐蚀性: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。
Ti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。
 

 责任编辑:温蕊

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