Titāna materiāli ārzonas inženierijā

Gan jūras ekonomikas attīstībai, gan moderno jūras spēku attīstībai ir nepieciešams izstrādāt virkni jūras aprīkojuma. Prakse rāda, ka titāna iekārtās ir iesaistītas uzlabotas kuģu iekārtas, neatkarīgi no tā, vai tās ir dziļūdens naftas un gāzes ieguves iekārtas, vai kodolzemūdenes, zemūdenes un citas iekārtas, viegli, pret koroziju izturīgi titāna un titāna sakausējumu materiāli var sniegt būtisku ieguldījumu kuģu aprīkojums, lai sasniegtu augstu efektivitāti, ilgu kalpošanas laiku un augstu uzticamību.

Kā arī pašreizējais titāns okeāna inženierijas izstrādes laika jomā. Ķīna ir pasaules titāna nozares lielā valsts, tai ir ideālāka titāna pētniecības un izstrādes, ražošanas un pielietošanas sistēma ar liela mēroga ražošanas jaudu un daudzpusīgām pielietošanas tehnoloģiju rezervēm, kas paātrina titāna attīstību kuģniecības inženierijā, ne tikai ir nepieciešams. , bet arī iespējams.

Salīdzinot ar tēraudu, nerūsējošo tēraudu, varu, alumīniju un citiem materiāliem, titāna visievērojamākā īpašība ir zems blīvums, augsta izturība, izturība pret koroziju, bet arī spēja izturēt jūras ūdens eroziju, nemagnētisku, ne aukstu trauslumu, augsta caurlaidība, viegli formējams, liejams, metināms, lai tam būtu plašs pielietojums dažādās jūras inženierzinātnēs.

Titāns okeāna inženierijā lielā mērā, taču ir daži trūkumi un problēmas. Okeāna inženierija saskaras ar daudzām problēmām, galvenokārt piecos aspektos:

Pirmkārt, titāna materiālu ražošanā.

Sakarā ar titāna materiālu augsto kušanas temperatūru (1668), augstas temperatūras deformācijas izturību, termiskās apstrādes temperatūras zona ir šaura, ražošana ir sarežģīta, īpaši liela izmēra, augstas veiktspējas titāna materiāli. Nepieciešama ne tikai liela vakuuma kausēšanas krāsns (vakuuma elektriskā loka krāsns, elektronu staru aukstās gultas krāsns), bet arī smagas spiediena apstrādes iekārtas (kalšanas prese, velmētava, ekstrūderis utt.). Titāna ražošanas vienības produktu investīcijas ir milzīgas, līdz 30 ~ 40 miljoniem tonnu. Titāna iekārtu ražošanas jauda, ​​kas pārsniedz tās pašas specifikācijas tēraudu (1633,-16.00,-0.97%), ir salīdzināms vai vairāk iekārtu, savukārt tā izlaides un aprīkojuma izmantošanas līmenis ir tikai viens no tās desmitiem, kā rezultātā palielinās ražošanas izmaksas.

Otrkārt, produktu dizainā.

Titānam ir augsta lieces izturība ({{0}},9), augsts metināšanas stiprības koeficients (vairāk nekā 0,9), savukārt elastības modulis, siltumvadītspēja un slāpēšanas koeficients ir zems. Noteiktos apstākļos titāns ir pakļauts saskarsmes problēmām, piemēram, plaisu korozijai, galvaniskās sakabes korozijai un ūdeņraža trauslumam. Titāna fizikālo, ķīmisko un mehānisko īpašību dēļ titāna iekārtu projektēšanai ir jāpieņem jauni projektēšanas kodi un tehniskās specifikācijas (piemēram, drošības koeficients, pielaide pret koroziju, ugunsdrošības pasākumi, konstrukcijas forma, metinājuma forma utt.). Titāna materiāla slāpēšanas koeficients ir mazs (izņemot TiNi formas atmiņas sakausējumu), izmantojot vibrāciju, jāveic pretvibrācijas pasākumi. Titāna rūpniecības jomā tikai dažas desmitgades vēsture, mazāka dizaina pieredze, daudzi jautājumi, kas jāizpēta.

Treškārt, produktu ražošanā.

Titāna zemā elastības moduļa, aukstās apstrādes atsitiena, zemas siltumvadītspējas, viegli nolietojamas virsmas, skrāpējumu un citu īpašību dēļ līdz pat titāna detaļu veidošanai, termiskai apstrādei, apstrādei un citām grūtībām, nobriedušām tehnoloģijām ir jābūt pētīta ilgu laiku.

Ceturtkārt, pieteikumā.

Titāna spēcīgās izturības pret koroziju dēļ titāna iekārtām "pastāvīgām" vai daļēji pastāvīgām iekārtām aprīkojuma novērtēšanas cikls ir ļoti garš, tāpēc ir grūti izmantot vienas, divu, trīs paaudžu inženieru un tehniķu vienību. pilnībā izprast ierīces pielietojumu, nevar veikt visaptverošu un objektīvu titāna aprīkojuma novērtējumu.

Piektkārt, materiālu atlases koncepcijā.

Lielākajai daļai cilvēku joprojām ir grūti izlauzties cauri "titāns ir pārāk dārgs" inerces domāšanai. Ierobežotajā investīciju kapacitātē ir grūti izmantot korpusa tēraudu, kas ir 5 līdz 10 reizes dārgāks nekā titāna materiāls, lai aizstātu tērauda vai vara ražošanas kuģu iekārtas. Salīdzinoši runājot, vienreizējās investīcijas titāna iekārtās patiešām ir ļoti lielas, un titāna iekārtu tehniskās un ekonomiskās priekšrocības galvenokārt atspoguļo visa mūža izmaksas, ti, galvenokārt ilgtermiņa ieguvumi. Liels darbs ir veikts ieguvumu izvērtēšanā un titāna materiālu popularizēšanas veicināšanā, lai paplašinātu to pielietojumu kuģniecības inženierijā.