为何军事强国热衷于用钛金属打造潜艇

钛及钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性强、耐高温、非磁性、声学性能好、冷成型等优点,被称为"海洋金属",是海洋工程领域最有前景的金属材料。

在美国海军的舰艇上,许多子系统使用钛合金材料,包括海水工作系统,主消防和污水处理系统,特定应用包括冷却器,冷凝器,消防泵和各种阀门。通过在这些子系统中使用钛合金材料,可以大大提高作战舰艇的可靠性。

前苏联在舰艇上应用钛合金材料更为大胆。早在20世纪60年代末,前苏联就建造了世界上第一艘全钛的K162潜艇。自1970年以来,前苏联建造了六艘“阿尔法”级攻击核潜艇,每艘潜艇使用的钛多达3000吨。前苏联还建造了一艘“台风”级战略导弹核潜艇,每艘潜艇使用的钛多达9000吨。采用钛合金建造的潜艇结构强度高,能承受大深度作业。缺点是建筑材料昂贵,故有“金鱼”之称。

钛合金材料的建造成本非常昂贵,但另一方面,从寿命周期成本的角度权衡,钛合金使用寿命是最优秀的。国内外权威研究表明,镀锌厚钢板、铜镍合金等传统材料的使用寿命约为1.5~8年,到达使用寿命必须进行维护和更换。钛合金可以达到与船舶相同的寿命,在使用过程中只需进行简单的维护,几乎不需要维修。

同美国和前苏联(俄罗斯)一样,中国很早就开始开发船舶钛合金材料,并于1962年开始实施。如今,越来越多的中国船舶使用钛合金材料,如深潜器,声纳护罩,推进装置,冷却器,潜望镜部件和热交换器。但与美国和俄罗斯相比,仍然存在很大差距。

根据中国材料领域专家的总结,中国建立了一个非常完整的船舶钛合金系统,有许多合金牌号。一方面,模仿了大量俄罗斯和美国的钛合金;另一方面,我们开发了用于国内系列船舶的钛合金。但是,在船舶钛合金的大规模应用,我们远远不及俄罗斯和美国。

虽然我国钛合金品牌众多,且近年来需求不断增加,但另一方面也存在诸多问题:钛合金在设计、材料研究、半成品制造、零件成形等方面没有形成协调配合的机制,应用还比较分散;没有完整的标准体系,质量参差不齐;钛合金材料的大规模应用能力有待提高,在一些钛合金技术领域还需要进行深入的研究。

这些因素制约了我国钛合金领域的高速发展,也限制了该材料在国内潜艇上的应用。随着国防工业的持续高速发展,我国战舰的技术能力越来越高,对材料领域的要求也越来越高,需迫切加强钛合金的研究开发,使其大规模应用于潜艇,从而牢牢把握水下主动权。

五江集团致力于将钛及合金普及于民用。使钛金属能够走进千家万户。