2020年11月28日(ri)，“奮斗者”號(hao)全海(hai)深載(zai)人潛水器(qi)成(cheng)功完成(cheng)萬米(mi)海(hai)試(shi)并勝(sheng)利返航，在“奮斗者”號(hao)研制過程(cheng)中(zhong)，我國自主研發的(de)Ti62A鈦合金新材料(liao)在耐(nai)壓殼體建(jian)造(zao)中(zhong)得到了(le)(le)全面應用(yong)，相(xiang)關科研院所在改(gai)良了(le)(le)傳(chuan)統(tong)鈦合金設計加工方案、完善(shan)了(le)(le)其(qi)纖維結(jie)構后，解決了(le)(le)超強(qiang)、高韌、大尺(chi)寸(cun)、超厚鈦合金材料(liao)成(cheng)形的(de)均勻性(xing)、力(li)學性(xing)能穩定性(xing)、可焊性(xing)等一系列(lie)難題，使新型鈦合金綜合性(xing)能得到大幅提升，為打造(zao)國之重(zhong)器(qi)奠定堅實基礎。

1.鈦及鈦合金船舶應用(yong)技術現狀

　　鈦合(he)(he)金具(ju)有(you)質量輕、比強度(du)高、耐海水腐蝕、無磁性等(deng)特點，在水面艦船(chuan)及(ji)潛艇的耐壓殼體、管路系統、聲吶系統以及(ji)動力系統的建造中得到廣泛應用。但由于(yu)造價成本較高，除去一(yi)些特殊(shu)功能結構或構件，鈦合(he)(he)金材料在民船(chuan)中應用較少。

　　①在潛(qian)(qian)艇及深潛(qian)(qian)器上的應用

　　鈦合金(jin)制耐(nai)(nai)壓殼體主要用在深(shen)(shen)海潛(qian)水(shui)器上，除了“奮斗者”號載人艙球殼使用的(de)Ti62A外(wai)，比較典(dian)型的(de)還包括美國(guo)Aivin號、Sea-Cliff號深(shen)(shen)潛(qian)器的(de)殼體；法國(guo)SM97、日本“深(shen)(shen)海2000”號使用的(de)Ti-6Al-4V-ELI合金(jin)。此外(wai)，我國(guo)設計的(de)載人深(shen)(shen)潛(qian)器“蛟龍”號的(de)耐(nai)(nai)壓殼體也(ye)使用鈦合金(jin)制造。

　　②在泵、閥及管系上的應用(yong)

　　由(you)于溫度和(he)濕度的(de)(de)影響，船舶上泵、閥和(he)管(guan)系通常使(shi)用的(de)(de)銅、不銹鋼(gang)材料，壽(shou)命只有(you)2-5年。而鈦合金制(zhi)造的(de)(de)各種管(guan)系等(deng)，使(shi)用壽(shou)命遠超(chao)銅或不銹鋼(gang)制(zhi)品。經過(guo)近50年的(de)(de)研究，我國(guo)也獨立研制(zhi)出(chu)Ti31、Ti75、TiB19、Ti70、Ti80、TA5等(deng)一批具有(you)自主(zhu)知識(shi)產(chan)權(quan)的(de)(de)船舶管(guan)路系統用鈦合金。

　　③在聲吶系(xi)統(tong)上的應用(yong)

　　鈦合金水聲(sheng)透聲(sheng)性能(neng)優良，在各(ge)種艦艇(ting)的(de)聲(sheng)吶導流罩(zhao)中使(shi)用(yong)(yong)鈦及其合金，可以提高(gao)搜索、發(fa)現、跟蹤(zong)能(neng)力。我國因(yin)軍用(yong)(yong)或商用(yong)(yong)目的(de)購(gou)置(zhi)的(de)K877艇(ting)、K636艇(ting)、956艦的(de)聲(sheng)吶導流罩(zhao)都是采用(yong)(yong)鈦合金制造的(de)。

　　④在動力裝置(zhi)上的應用

　　鈦合(he)(he)金用于(yu)船(chuan)舶(bo)動力裝置(zhi)的(de)中熱(re)交換(huan)器(qi)、海水淡化器(qi)、冷卻(que)器(qi)、冷凝器(qi)以及類似(si)設備(bei)，成為制(zhi)造這些(xie)設備(bei)的(de)最佳選材。此外(wai)，鈦合(he)(he)金還在螺(luo)旋槳、噴水推進裝置(zhi)、舵等(deng)船(chuan)用部件上得(de)到(dao)了(le)成功的(de)應用。

　　2.鈦及鈦合金標準(zhun)現狀

　　國(guo)(guo)外發(fa)達國(guo)(guo)家對艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)研(yan)究起步較早，俄羅斯和(he)(he)美國(guo)(guo)在(zai)這(zhe)一(yi)研(yan)究領域(yu)處(chu)于(yu)世界領先水平。俄羅斯是世界上研(yan)制和(he)(he)使(shi)用(yong)艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)最(zui)早，使(shi)用(yong)范圍(wei)最(zui)廣、使(shi)用(yong)數量最(zui)多的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家，在(zai)30年使(shi)用(yong)經驗和(he)(he)長期研(yan)發(fa)成果基礎上，已經建立(li)了(le)(le)包(bao)(bao)括пT-1M、пT-7M、OT4、2B、пT-3B、5B等(deng)強度級(ji)別包(bao)(bao)括490MPa級(ji)、585MPa級(ji)、700MPa級(ji)、835MPa級(ji)的(de)(de)(de)艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)體系(xi)。雖然上述鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)均(jun)建立(li)了(le)(le)系(xi)列材料(liao)標準，但(dan)由于(yu)與我國(guo)(guo)艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料(liao)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成分(fen)(fen)不(bu)同(tong)，所以(yi)無法適用(yong)和(he)(he)指導(dao)我國(guo)(guo)艦(jian)船建造。美國(guo)(guo)艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)主要包(bao)(bao)括Gr2、Gr3、Gr5、Gr9、Gr23、Gr32等(deng)牌號，涵(han)蓋(gai)了(le)(le)275MPa-828MPa強度級(ji)別，均(jun)建立(li)了(le)(le)系(xi)列材料(liao)標準。同(tong)樣原因(yin)，由于(yu)與我國(guo)(guo)艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料(liao)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成分(fen)(fen)不(bu)同(tong)，所以(yi)美國(guo)(guo)艦(jian)用(yong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)標準不(bu)能(neng)為(wei)我國(guo)(guo)直(zhi)接采(cai)用(yong)。

　　我國現行的艦用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)合金(jin)標準(zhun)主要包括(kuo)船體結構用(yong)(yong)標準(zhun)以(yi)及海水(shui)管路系統用(yong)(yong)標準(zhun)。其中船體結構用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)合金(jin)標準(zhun)主要為國家軍用(yong)(yong)標準(zhun)，包括(kuo)鈦(tai)(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)(tai)合金(jin)棒(bang)材(cai)(cai)、鑄件(jian)、鍛(duan)件(jian)、板(ban)材(cai)(cai)等。

　　海水管(guan)理系統中(zhong)涉及的鈦及鈦合金(jin)產品包括管(guan)材、管(guan)件(jian)、閥門用(yong)鑄件(jian)、法蘭用(yong)板材或(huo)棒(bang)材等，涉及的主(zhu)要標準見下表(biao)。

　　3.未來標準化工作建議

　　鈦合金材料(liao)在船(chuan)(chuan)體結構、潛艇耐壓(ya)殼體、聲吶導流罩、管路系統(tong)等領域(yu)有廣泛應用。隨著艦船(chuan)(chuan)設計及(ji)其標準需(xu)求將會越來越廣泛，主要體現(xian)在以(yi)下幾個方面：

　　①隨著我國海軍作戰(zhan)使命的(de)變化，建造大型(xing)水面艦船(chuan)及實施遠洋作戰(zhan)對海軍裝備的(de)發(fa)展提出了更(geng)高的(de)要求，比較典型(xing)的(de)鈦(tai)合金(jin)大結(jie)構如(ru)大型(xing)鈦(tai)合金(jin)球鼻艏研究設(she)計(ji)及相(xiang)關標準(zhun)編制(zhi)工作。

　　②鈦合(he)金(jin)運用(yong)于(yu)水面艦船防(fang)護結構中(zhong)也是(shi)其(qi)重要應用(yong)發(fa)展方(fang)(fang)向。鈦合(he)金(jin)具有強(qiang)度(du)高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐蝕等突出優點，但由于(yu)其(qi)屈服(fu)強(qiang)度(du)高(gao)，成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)比較(jiao)(jiao)困(kun)難，故用(yong)普通成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)方(fang)(fang)法來完成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)狀(zhuang)較(jiao)(jiao)為復雜的或精度(du)較(jiao)(jiao)高(gao)的零件(jian)是(shi)比較(jiao)(jiao)困(kun)難。由此，以超塑成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)技術為主要手段的鈦合(he)金(jin)加工工藝(yi)及(ji)其(qi)標準化研(yan)究(jiu)將成(cheng)(cheng)為趨勢。

　　③鑒于鈦合金(jin)具有優良的(de)綜合性能，可開展全鈦合金(jin)艦船(chuan)的(de)研究及相關標準(zhun)化工作，通(tong)過研究、設計、建(jian)造全鈦合金(jin)高速、超高速戰(zhan)斗艦艇(ting)（地效應艦艇(ting)等(deng)）、掃雷艇(ting)，為更大噸位(wei)鈦合金(jin)艦船(chuan)的(de)設計、建(jian)造積(ji)累(lei)經(jing)驗(yan)。