随着社会的发展,人类对自然资源的需求越大,开发与应用海洋资源愈来愈受到重视,有人说, 21世纪是海洋开发的世纪。
开发海洋需要各种装备,而任何装备功能的实现依赖于材料技术。钛材具有适应于海洋环境的特性,如耐蚀性、无磁性、高的综合力学性能和机械加工性等,是一种天然的海洋装备结构材料。钛材的这些特性,给研发新的船舶产品、海洋工程机械和装置提供了重要的材料技术平台,因此从上世纪50年代末开始,钛材在船舶和海洋工程中的应用,不仅领域逐步拓宽,而且用量也随之增大。
中国船舶行业随着科学技术的发展,经长期应用研究,已形成船用钛合金材料技术体系。在本行业中使用钛材冶金半成品主要有各种不同规格的板材、锻件、铸件、丝材和管材,其中板材用量最大,约占 70 %以上,锻件次之,约为 15 %,铸件 12 %,其余是丝材和管材。要保证船舶和海洋工程装备的建造质量,各类不同规格钛材的各向同性、组织形态和晶粒大小适中、板材生产、弯曲、冲压成型、焊接,锻件与铸件的制备,制造工艺技术是关键,此外,国内船用钛合金研发经验还表明,一种新的钛合金材料用于船舶制品,必须进行大型结构模拟的验证性试验,以考察其使用性,建立相应的实验技术。
船用钛材由于应用领域范围广泛,除要求耐海洋环境腐蚀的共性外,其它研究重点则是:①高性能(较高强度、抗冲击韧性、抗疲劳性)、高功能(高透声性),且适应使用环境工况;②材料建造工艺适应性、使用安全可靠性;③品种/规格系列化、材料的配套性(如相应的焊丝材料)、实用性; 5 低成本。船舶及海洋工程是靠它的性能和质量,更要看它的价格是否可以接受,低成本是当前船用钛合金材料及制造工艺研究的重要目标,国内外对钛合金低成本研究相当活跃。