Mae prif feysydd cais aloi titaniwm ar longau yn cynnwys cregyn sy'n gwrthsefyll pwysau, systemau piblinellau dŵr môr, cyfnewidwyr gwres, oeryddion, cymalau pibellau amrywiol, cydrannau injan, dyfeisiau codi, a dyfeisiau lansio. Rwsia a'r Unol Daleithiau oedd y gwledydd cynharaf i ymgymryd ag ymchwil ar aloion titaniwm ar gyfer llongau, a ffurfiodd eu systemau aloi titaniwm eu hunain ar gyfer llongau. Mae Rwsia ar flaen y gad yn y byd o ran datblygu a chymhwyso titaniwm yn ymarferol ar gyfer llongau, gyda lefelau cryfder gwahanol o aloion titaniwm ar gyfer llongau, ac mae wedi dosbarthu'r aloion titaniwm hyn yn ôl eu defnydd. Ar hyn o bryd dyma'r unig wlad gyda'r holl longau tanfor titaniwm. Dechreuodd Tsieina ddatblygu aloion titaniwm ar gyfer llongau yn y 1960au, ac mae bellach wedi ffurfio cyfres o aloion titaniwm ar gyfer llongau ag ystod cryfder o 320 - 1250 MPa. Mae'r prif raddau yn cynnwys aloion cryfder isel megis TA2 a Ti31, aloion cryfder canolig megis Ti70, Ti75, a Ti91, ac aloion cryfder uchel megis TC4, Ti80, TC11, Ti62A, Ti-B19, a Ti-B25. O safbwynt mathau o aloi, mae aloion titaniwm cryfder isel a chryfder canolig ar gyfer llongau fel arfer yn aloion titaniwm alffa ac yn agos at alffa, tra bod aloion titaniwm cryfder uchel ar gyfer llongau yn aloion alffa+beta neu'n agos at beta titaniwm. Mae gan aloi titaniwm cryfder isel nodweddion plastigrwydd uchel a weldadwyedd da, gan ei gwneud hi'n hawdd ei brosesu'n diwbiau waliau tenau ac yn addas ar gyfer paratoi cyfnewidwyr gwres amrywiol, oeryddion a deunyddiau pibellau eraill; Mae gan aloi titaniwm cryfder canolig baru perfformiad cynhwysfawr da ac mae'n addas ar gyfer cydrannau adran drwchus mawr, piblinellau môr, ac ati; Mae gan aloi titaniwm cryfder uchel nodweddion cryfder uchel a phlastigrwydd isel, ac mae'n addas ar gyfer cregyn gwrthsefyll pwysau, llongau pwysedd uchel, cydrannau llongau arbennig, ac ati.
Ar gyfer cydrannau strwythurol aloi titaniwm morol cyffredin, o ystyried cydweddu cryfder a chaledwch deunydd, caledwch torri asgwrn cyrydiad straen, weldadwyedd, ac ati, ni ddylai lefel cryfder y deunydd fod yn rhy uchel, a dylid dewis aloion titaniwm aeddfed ger alffa cymaint â phosibl. Fodd bynnag, ar gyfer cydrannau strwythurol â gofynion cryfder arbennig, rhaid dewis aloion titaniwm cryfder uchel. Gyda datblygiad offer morol tuag at las dwfn, mae gofynion uwch wedi'u cyflwyno ar gyfer perfformiad deunyddiau titaniwm a ddefnyddir mewn strwythurau gwrthsefyll pwysau fel tanddwr môr dwfn a gorsafoedd gofod dwfn, gan hyrwyddo datblygiad aloion titaniwm cryfder uchel ar gyfer defnydd morol. Gall gwella cryfder deunyddiau leihau trwch trawsdoriadol cydrannau a phwysau strwythurau gwrthsefyll pwysau. Fodd bynnag, mae cryfder cynyddol yn aml yn aberthu caledwch deunyddiau. Felly, cynnal cryfder uchel a chaledwch da yw'r allwedd i gymhwyso aloion titaniwm cryfder uchel ar gyfer llongau. Mae aloion titaniwm cryfder a chaledwch uchel hefyd wedi dod yn fan cychwyn ymchwil ar gyfer gwahanol sefydliadau ymchwil a mentrau titaniwm yn y blynyddoedd diwethaf. Cynhelir y dull ymchwil o ddwy agwedd. Ar y naill law, mewn ymateb i anghenion brys prosiectau cenedlaethol mawr, mae unedau dylunio yn tueddu i ddewis deunyddiau aloi titaniwm mwy aeddfed. Trwy wneud y gorau o'r cyfansoddiad aloi a'r broses paratoi cydrannau, gellir archwilio potensial perfformiad deunyddiau, a gellir gwella cydweddiad cryfder cryfder aloion. Mae llawer o astudiaethau wedi canolbwyntio ar optimeiddio dyluniad aloion TC4 a Ti80 aeddfed. Ar y llaw arall, rydym yn tynnu ar y cysyniad datblygu o aloion titaniwm cryfder uchel a chaled awyrofod i ddatblygu mathau newydd o aloion titaniwm cryfder uchel a chaled ar gyfer peirianneg forol.
Yn ystod cyfnod y 13eg Cynllun Pum Mlynedd, cynhaliodd Sefydliad Ymchwil Metelau Anfferrus y Gogledd-orllewin (Sefydliad y Gogledd-orllewin) ymchwil ar ddyluniad optimeiddio cyfansoddiad aloi yn seiliedig ar aloi Ti80, gyda'r nod o wella caledwch yr aloi wrth gynnal ei gryfder uchel. Astudiwyd yn systematig ddylanwad - elfennau sefydlog, - elfennau sefydlog, ac elfennau interstitial ar gryfder a chaledwch aloi Ti80 gan ddefnyddio cyfuniad o gyfrifiadau ac arbrofion theori Yu Rui. Datgelwyd mecanwaith micro dylanwad elfennau ar gryfder a chaledwch aloi trwy gyfrifiadau theori Yu Rui. Cynhaliwyd ymchwil manwl ar y newidiadau yng nghryfder a chadernid aloi Ti-6Al ar ôl ychwanegu elfennau Mo a Nb. Canfuwyd nad yw elfennau Mo a Nb yn cael fawr o effaith ar briodweddau tynnol tymheredd ystafell yr aloi, ond gallant wella caledwch effaith yr aloi yn sylweddol. Mae hyn yn cael ei briodoli'n bennaf i ychwanegu - sefydlogi elfennau sy'n newid y cyfansoddiad cam yn y microstrwythur, mwy o ddadleoliadau cyffrous ac efeilliaid anffurfiad o dan lwyth effaith, gan ddefnyddio mwy o lwyth effaith, a thrwy hynny wella gallu'r aloi i wrthsefyll lluosogi crac a chyflawni perfformiad effaith uwch. Astudiwyd dylanwad cynnwys elfen O ar berfformiad effaith bariau aloi Ti80 gyda gwahanol ficrostrwythur, a chanfuwyd bod y perfformiad effaith yn fwy sensitif i gynnwys elfen O yn yr aloi. Trwy addasu cynnwys pob elfen a'r system trin gwres, canfuwyd mai aloi Ti80 sydd â'r cryfder cryfder cyfatebol gorau yn y cyflwr anelio. Mae ei ficrostrwythur yn strwythur deufodd sy'n cynnwys cyfnod alffa cynradd hafaledig a chyfnod pontio beta, fel y dangosir yn Ffigur 1.
Mae Ffigur 2 yn dangos effaith cynnwys O ar gryfder cynnyrch ac egni effaith aloi Ti80 gyda microstrwythur deuol. Gellir dod i'r casgliad pan fydd y cynnwys O yn 0.1% (ffracsiwn màs), mae cryfder cynnyrch yr aloi yn cyrraedd 800 MPa a gall yr egni effaith gyrraedd 72 J (safon prawf GB/T229-2020). Mae cragen tanddwr môr dwfn sy'n gwrthsefyll pwysau yn nodweddiadol o aloi titaniwm cryfder uchel a chaled a ddefnyddir mewn offer môr dwfn, ac mae dyfnder plymio'r tanddwr yn gysylltiedig yn agos â chryfder penodol y deunydd. Mae'r Alvin tanddwr yn yr Unol Daleithiau wedi cynyddu ei ddyfnder deifio uchaf o 1868 i 4500 metr trwy ddisodli'r deunydd cregyn sy'n gwrthsefyll pwysau o ddur i ditaniwm. Ar ôl ei addasu ymhellach gydag aloi titaniwm, cynyddwyd dyfnder ei ddyluniad i 6000 metr. O edrych ar y dewis deunydd o gregyn gwrthsefyll pwysau ar gyfer tanddwr môr dwfn mewn gwahanol wledydd, gellir gweld mai prif raddau deunyddiau titaniwm yw Ti-6Al-4V (TC4) a Ti-6Al-4VELI (TC4ELI), ac nid yw dyfnder plymio tanddwr tri pherson a wneir o'r ddau aloi hyn yn fwy na 7000 metr. Yn 2017, datblygodd ac adeiladodd Tsieina yn annibynnol y gragen sfferig â chriw aloi TC4ELI a chragen sfferig â chriw aloi Ti80 yn llwyddiannus, a gosododd y gragen sfferig â chriw TC4ELI yn llwyddiannus ar y tanddwr Deep Sea Warrior, gydag uchafswm dyfnder plymio o ddim mwy na 7000 metr. Uchafswm dyfnder deifio cragen sfferig â chriw TC4ELI, sydd wedi'i siapio fel petalau melon ac sy'n cael ei fewnforio o Rwsia, yw 7000m. Gall y "Striver" tanddwr 3-person wedi'i wneud o aloi Ti62A gyrraedd dyfnder deifio o 10909m Mae'r aloi yn aloi titaniwm goddefgar cryfder uchel a gwydnwch uchel a ddatblygwyd ar y cyd gan Sefydliad Metelau Academi y Gwyddorau Tsieineaidd a Baoji Titanium Industry Co, Ltd. Mae cryfder yr aloi hwn wedi'i wella'n fawr o'i gymharu ag aloi TC4, tra'n cynnal gwydnwch da.
Mae Jiti Industry Co, Ltd ac unedau eraill wedi cynnal ymchwil optimeiddio perfformiad ar aloi Ti62A a datblygu aloi titaniwm Ti542222. Mynegai cryfder cynnyrch yr aloi titaniwm hwn yw 1000MPa, a'r egni effaith yw 40J. Ar ôl triniaeth anelio dwbl, mae ganddo'r cryfder paru caledwch plastigrwydd gorau.
Gyda chefnogaeth prosiectau cenedlaethol perthnasol, mae Sefydliad y Gogledd-orllewin a 725fed Sefydliad Ymchwil Corfforaeth Diwydiant Adeiladu Llongau Tsieina (CSIC) wedi datblygu aloion titaniwm yn llwyddiannus gyda chryfderau cynnyrch o 800900 a 1000MPa. Mae Sefydliad y Gogledd-orllewin wedi datblygu aloi titaniwm math Ti- B25 cryfder uchel, sydd â nodweddion cryfder uchel a pherfformiad gweithio oer da, ac fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn systemau cyfathrebu llongau. Mae Sefydliad Metelau Academi y Gwyddorau Tsieineaidd wedi datblygu aloion titaniwm 1000 a 1200MPa cryfder uchel a chaledwch uchel ar gyfer titaniwm a ddefnyddir mewn peirianneg cefnforol, ac mae wedi paratoi cregyn aloi titaniwm ar gyfer yr Abyss yng ngorsaf arbrofi gwyddonol a gleider Abyss mewn sypiau bach, gan ddisodli aloi Ti64 yn y bôn.
Yn y blynyddoedd diwethaf, mae Tsieina hefyd wedi cyflwyno technoleg gweithgynhyrchu ychwanegion i weithgynhyrchu offer môr dwfn. Corfforaeth Diwydiant Adeiladu Llongau Tsieina Mae Fenxi Heavy Industry Co, Ltd, ar y cyd â Xi'an Bolite, wedi defnyddio technoleg dyddodiad toddi laser (LMD) i dreialu cynhyrchu llafn gwthio aloi titaniwm, cregyn gwag, ac ati. Yn seiliedig ar y syniad dylunio o gyfansoddiad tan-oeri uchel a dull cryfhau a chaledu aloion titaniwm cryfder uchel, datblygwyd system gyfansoddiad aloi titaniwm grisial equiaxed wan sy'n addas ar gyfer prosesau gweithgynhyrchu ychwanegion, gan alluogi aloion titaniwm a weithgynhyrchir gydag ychwanegion i gyflawni cryfder rhagorol, paru plastig ac isotropi eiddo mecanyddol.
Yn ystod cyfnod y 14eg Cynllun Pum Mlynedd, datblygodd Sefydliad y Gogledd-orllewin, gan ddibynnu ar is-brosiect y Rhaglen Ymchwil a Datblygu Allweddol Genedlaethol "Optimization a Pharatoi Cryfder Uchel a Chyfansoddiad Alloy Titaniwm Anodd ar gyfer Amgylchedd Gwasanaeth Deep Sea Extreme", aloi titaniwm cryfder uchel ultra Ti1300G ar gyfer offer môr dwfn a chryfder uchel a aloi titaniwm caled Ti5321G ar gyfer ychwanegyn aloi titaniwm môr dwfn a gweithgynhyrchu cryfder uchel0003 ar sail ychwanegyn offer môr dwfn a gweithgynhyrchu uchel03. ti5321. Gall cryfder cnwd cragen gwrthsefyll pwysedd aloi Ti1300G gyrraedd 1250MPa, elongation Yn fwy na neu'n hafal i 9%, egni trawiad Yn fwy na neu'n hafal i 24J, a gwydnwch torasgwrn Mwy na neu'n hafal i 60MPa · m1/2; Gall cryfder cynnyrch cydrannau ychwanegyn aloi Ti5321G gyrraedd 1050MPa, ac mae'r gyfradd elongation yn Fwy na neu'n hafal i 9%. Paratowyd cydran cragen sy'n gwrthsefyll pwysau ar gyfer gleiderau môr dwfn gan ddefnyddio aloi Ti1300G, a pharatowyd llafn gwthio ROV môr dwfn a braich llawdrin arbrofol gan ddefnyddio aloi Ti5321G. Ar hyn o bryd, mae'r gragen gwrthsefyll pwysau yn aros am brofi ar ôl ei osod, ac mae'r ROV wedi pasio treialon môr yn llwyddiannus ym Môr De Tsieina.
Gofyn am Ddyfynbris
E-bost:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
