Anvendelse af titan i flådeudstyr
Titanium er det mest lovende metalmateriale til flådeudstyr.Det er meget udbredt i overfladeskibe, undervandsubåde, dybe undervandsfartøjer, undervandsvåben, kommunikationsudstyr og andre områder over hele verden. I atomubåden er kondensatoren, varmeveksleren, sonarkappen, sørørledningssystemet og bælgen lavet af titanium. Titanium er også meget udbredt i trykskaller, dieselmotorgasudstødningssystem, ekkolodsskærm, sørørledningssystem, bælge, pumper og ventiler på konventionelle ubåde (636, k877 osv.). Det har sejlet gennem de globale farvande i Arktis, Antarktis, ækvator, Stillehavet, Det Indiske Ocean og Atlanterhavet, og løst problemerne med design tilladt stress og valg af sikkerhedsfaktor. Titanium bruges også i vandstrålefremdrivningsanordninger af forskellige ubåde i USA og Japan, som effektivt overvinder den negative virkning af stor induceret strøm forårsaget af at skære jordens magnetiske kraftlinje, når man sejler med kobberlegering.
2.1 Trykgranater af ubåde og dybe undervandsfartøjer
Når ubådsstrukturen er fikseret, er den ultimative nedsænkningsdybde af ubåden direkte proportional med produktet af skalmaterialets flydestyrke og granatens tykkelse. Forøgelse af dykkerdybden ved at fortykke trykskallen vil reducere den effektive belastning af ubåden. Hvis den effektive belastning opretholdes, vil størrelsen af ubåden blive øget i det omfang, den ikke kan bruges i praksis. Derfor skal materialer med højere specifik styrke overvejes. Blandt flere materialer, der i øjeblikket er tilgængelige til ubådsgranater, har titanlegering den bedste ydeevne (se tabel 1 for specifik sammenligning). Tabel 1 viser, at titanlegering er meget fordelagtig som trykfast skalmateriale til ubåde og dybe undervandsfartøjer.
Egenskaber af flere dybe ubåds trykskalmaterialer
ejendomme | Titanium legering | Højstyrke stål | Aluminiumslegering | ||
Ti6Al4V lav ilt | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo | NS-90 | 10Ni-9Co | 7079-T6 | |
massefylde | 4.42 | 4.49 | 7.85 | 7.85 | 2.8 |
Elastikmodul(kg/mm3) | 11500 | 12000 | 21000 | 21000 | 7280 |
Flydespænding (kg/mm2) | 84 | 70 | 90 | 120 | 42 |
Specifik styrke | 19 | 15.6 | 11.5 | 15.3 | 15.0 |
Specifikke stivheder | 2.600 | 2.67 | 2.675 | 2.675 | 2600 |
stivhedsindeks | 5.09 | 5.10 | 3.52 | 3.52 | 6.86 |
Eksempler på anvendelse af titanium i trykskaller på ubåde og dybe ubåde
| Land | Navn på ubåd eller dybt nedsænkelig navn | Trykskal materiale |
Forenede Stater | 6100m dybde havklippe dyb ubåd | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo |
| Japan | 6000m dybde dybhavsekspedition | Ti-6Al-4V |
Frankrig | 6000m dybde SM97 dyb ubåd | Ti-6Al-4V |
tidligere sovjetunion | "Alpha" fuld titanium ubåd | Ti-6Al-4V lav ilt |
tidligere sovjetunion | "Tyfon" atomubåd af titanium | Ti-6Al-4V lav ilt |
Rusland | 988 model multifunktions atomubåd | Ti-6Al-4V lav ilt |
2.2 propel, propelaksel og vandstrålefremdrift
Støbt titanlegering har høj specifik styrke, høj korrosionstræthedsbestandighed og god kavitationsmodstand (se tabel 3). Det er et ideelt propelmateriale, især super kavitationspropelmateriale. Titaniumlegeringspropel har fordelene ved lav vægt, høj fremdriftseffektivitet og lang levetid.
Mekaniske egenskaber af propelmaterialer
| vare | Trækstyrke (kg/mm2) | Udbyttestyrke (kg/mm2) | Forlængelse ( procent ) | Korrosionstræthedsstyrke (kg/mm2) | |
Kobberlegering | Mangan-jern messing 55-3-1 | 47 | 17 | 20 | 8.5 |
Aluminium-nikkel-jern bronze 9-4-4 | 60 | 22 | 16 | 18 | |
| titanlegering | Ti-6Al-4V | 96 | 83 | 11 | 35 |
2.3 Varmevekslere og kondensatorer
Titanium har fremragende korrosionsbestandighed over for rent, forurenet og sand indeholdende statisk og dynamisk vand. Høj kølevandshastighed og tyndvægget kondensatorrør får lov til at forbedre varmeoverførselskapaciteten og reducere kondensatorens vægt. Vedhæftningen af titaniumrør er lille, og væsken kondenserer i perleform på overfladen af titanium. Kondensationshastigheden af titanium er mere end 29,3 procent højere end kobbers; Kondensationshastigheden er 35 procent højere end for 304 rustfrit stål; Kondensationshastigheden er mere end 17,5 procent højere end for 316 rustfrit stål, hvilket også er gavnligt for varmeoverførsel. Renhedskoefficienten for titaniumrør er højere end for kobberlegeringsrør. Ovenstående faktorer gør den termiske ledningsevne af titanium lavere end for B30 kobberlegering, men varmeoverførselseffektiviteten er lig med eller lidt højere end B30. Samtidig er vibrationsisoleringsgodtgørelsen for titaniumrør også højere end B30-rørets.






