해양 엔지니어링 분야의 티타늄 소재

해양 경제의 발전과 현대 해군력의 발전 모두 일련의 해양 장비 개발을 필요로 합니다. 실습에 따르면 심해 석유 및 가스 생산 장비, 핵잠수함, 잠수정 및 기타 장비 등 첨단 해양 장비가 티타늄 장비에 포함되어 있으며 경량, 내식성 티타늄 및 티타늄 합금 소재가 산업 발전에 크게 기여할 수 있습니다. 고효율, 장수명, 고신뢰성을 실현하는 해양 장비입니다.

해양 공학 분야의 현재 티타늄 개발 시간도 마찬가지입니다. 중국은 세계의 티타늄 산업 대국으로 더 완벽한 티타늄 연구 개발, 생산 및 응용 시스템을 보유하고 있으며 대규모 생산 능력과 다방면의 응용 기술 보유량을 갖추고 해양 공학 분야에서 티타늄 개발을 가속화해야 할 뿐만 아니라 , 또한 가능합니다.

강철, 스테인레스 스틸, 구리, 알루미늄 및 기타 재료와 비교하여 티타늄의 가장 두드러진 특징은 저밀도, 고강도, 내식성이지만 해수 침식, 비자 성, 비 저온 취성, 높은 투자율에 저항하는 능력도 있습니다. 성형, 주조, 용접이 용이하여 다양한 해양공학에 폭넓게 응용됩니다.

티타늄은 해양공학에서 큰 비중을 차지하지만 몇 가지 단점과 우려되는 문제가 있습니다. 해양공학은 주로 다음과 같은 5가지 측면에서 많은 과제에 직면해 있습니다.

첫째, 티타늄 소재 생산에 있습니다.

티타늄 소재(1668)의 융점이 높아 고온 변형 저항, 열처리 온도대가 좁아 생산이 어렵고, 특히 대형, 고성능 티타늄 소재 생산이 어렵다. 대형 진공 용해로(진공 전기로, 전자빔 냉상로)가 필요할 뿐만 아니라 중압 가공 장비(단조 프레스, 압연기, 압출기 등)가 필요합니다. 티타늄 생산 단위 제품 투자는 최대 3천만~4천만/톤에 달할 정도로 엄청납니다. 티타늄 장비의 생산능력은 동일 규격강(1633,-16.00,-0.97%)과 비슷하거나 그 이상인 반면, 생산량과 장비 가동률은 둘 중 하나일 뿐이다. 수십 개가 늘어나 생산 비용이 높아집니다.

둘째, 제품 디자인이다.

티타늄은 높은 굽힘 강도({{0}}.9), 높은 용접 강도 계수(0.9 이상)를 갖는 반면 탄성 계수, 열전도율 및 감쇠 계수는 낮습니다. 특정 조건에서 티타늄은 틈새 부식, 갈바닉 커플링 부식 및 수소 취성과 같은 접촉 문제를 겪을 수 있습니다. 티타늄의 물리적, 화학적, 기계적 특성으로 인해 티타늄 장비 설계에는 새로운 설계 코드와 기술 사양(예: 안전 계수, 부식 허용치, 화재 방지 조치, 구조 형태, 용접 형태 등)이 채택되어야 합니다. 티타늄 소재의 감쇠 계수는 작습니다(TiNi 형상 기억 합금 제외). 진동을 사용할 경우 진동 방지 조치를 취해야 합니다. 티타늄이 산업 분야에 들어간 것은 불과 수십 년의 역사, 적은 설계 경험, 탐구해야 할 문제가 많습니다.

셋째, 제품 제조에 있어서이다.

티타늄의 낮은 탄성 계수, 냉간 가공 반동, 낮은 열 전도성, 표면 마모, 긁힘 및 기타 특성으로 인해 티타늄 부품 성형, 열처리, 기계 가공 및 기타 어려움으로 인해 성숙한 기술이 필요합니다. 오랫동안 탐구했습니다.

넷째, 응용 프로그램에서.

티타늄의 강한 내식성으로 인해 "영구" 또는 반영구 장비용 티타늄 장비는 장비 평가 주기가 매우 길어서 1, 2, 3세대 엔지니어 및 기술자 단위의 사용이 어렵습니다. 장치의 응용을 완전히 파악하면 티타늄 장비에 대한 포괄적이고 객관적인 평가를 할 수 없습니다.

다섯째, 재료선택의 개념이다.

대부분의 사람들은 여전히 ​​"티타늄은 너무 비싸다"는 관성적 사고를 극복하기가 어렵습니다. 제한된 투자 여력으로 인해 선체 강철은 티타늄 소재보다 5~10배 더 비싸 강철이나 구리 제조 해양 장비를 대체하기가 어렵습니다. 비교해 보면 티타늄 장비의 일회성 투자는 실제로 매우 크며 티타늄 장비의 기술 및 경제적 이점은 주로 전체 수명 비용, 즉 주로 장기적인 이익에 반영됩니다. 티타늄 소재의 해양공학 적용 확대를 위해 티타늄 소재의 장점 평가와 대중화 촉진에 많은 노력이 기울여졌습니다.