Hợp kim titan Gr12 là hợp kim bao gồm titan làm vật liệu cơ bản và các nguyên tố khác, với ưu điểm nổi bật là mật độ thấp, cường độ riêng cao, chống ăn mòn tốt, chịu nhiệt tốt và nhiệt độ thấp, không từ tính, chống va đập tốt, hàn tốt hiệu suất, v.v., được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp hóa chất, hàng không vũ trụ, năng lượng điện, thể thao và giải trí, vận chuyển, kỹ thuật hàng hải, y học và luyện kim. Trong lĩnh vực tàu thủy và kỹ thuật đại dương, là các bộ phận chịu được thử nghiệm của môi trường biển khắc nghiệt, việc sản xuất các bộ phận thân tàu bằng vật liệu phải có khả năng chống ăn mòn tốt, chịu nhiệt, chịu nhiệt độ thấp và chống va đập, trong khi hiệu suất hàn của nó phải Đồng thời, vật liệu hợp kim titan có những ưu điểm trên, mật độ của nó nhỏ hơn sức mạnh của các đặc tính sức mạnh, nhưng cũng nâng cao đáng kể hiệu suất của thiết bị.
Việc ứng dụng hợp kim titan trên tàu đã cải thiện tuổi thọ của tàu trong môi trường biển và hiệu suất của thiết bị. Vì vậy, titan và hợp kim titan được gọi là "kim loại tương lai", "kim loại thứ ba", "kim loại hàng hải", v.v. Do hiệu suất tuyệt vời của hợp kim titan và ứng dụng quan trọng của nó trong lĩnh vực kỹ thuật hàng hải và quân sự, Nga, Hoa Kỳ, Trung Quốc, Pháp, Nhật Bản và các nước khác rất coi trọng việc nghiên cứu và phát triển hợp kim titan.
Đầu tiên, tiến độ nghiên cứu hợp kim titan cho tàu hải quân
Việc nghiên cứu hợp kim titan cho tàu chủ yếu tập trung ở Nga, Hoa Kỳ, Trung Quốc và các nước khác, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu và phát triển đã hình thành nên hệ thống hợp kim titan cho tàu nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nước họ và đặc trưng.
1. Nga
Nga là quốc gia sớm nhất trên thế giới bắt đầu nghiên cứu hợp kim titan cho tàu thủy và có kinh nghiệm thực tế lâu năm về hợp kim titan. Sau nhiều năm tích lũy, Nga đã phát triển các mức độ bền 490MPa, 585MPa, 686MPa, 785MPa và các mức độ bền khác của hợp kim titan hàng hải, chẳng hạn như titan (Ti) -0.3 molypden (Mo) -0.8 niken ( Ni), Ti-3 nhôm (Al) -2.5 vanadi (V), Ti-6Al-2 niobi (Nb) -1 tantalum (Ta) -0.8Mo, v.v. Các loại hợp kim titan hàng hải chính của Nga là PT-3V, 40, 17,PT-7M, PT-1M, 3M, 5V, TL-3, TL{ {25}}, PT-7MW, v.v. Các loại hợp kim titan khác nhau có dạng ứng dụng khác nhau, ví dụ: PT{27}}V được sử dụng cho các mối hàn, trong khi PT{28}}M chủ yếu được sử dụng cho đường ống. Nhiều năm thực hành R&D đã đưa Nga trở thành nước dẫn đầu toàn cầu trong lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng hợp kim titan cho tàu thủy.
Hệ thống hợp kim titan hàng hải của Nga được chế tạo dựa trên việc sử dụng hợp kim titan trên tàu, chủ yếu được chia thành hợp kim titan cho thân tàu, hợp kim titan cho máy móc tàu thủy, hợp kim titan cho kỹ thuật điện tàu, v.v. Như đã đề cập ở trên, PT-1M thuộc về hợp kim titan cho thân tàu, 3M thuộc về hợp kim titan cho máy móc tàu thủy và hợp kim titan 40 thuộc về hợp kim titan cho kỹ thuật điện tàu thủy. Tuy nhiên, có một số vấn đề với phương pháp phân loại này, hợp kim titan có thể được áp dụng cho các sản phẩm thuộc nhiều phân loại và có nhiều ứng dụng chéo.
2. Hoa Kỳ
Các tàu Hoa Kỳ sử dụng hợp kim titan là hợp kim titan hàng không vũ trụ. Trên cơ sở đầu những năm 1950, Hải quân Hoa Kỳ bắt đầu nhận ra rằng vật liệu titan và hợp kim titan có thể được sử dụng trong tàu và bắt đầu cố gắng nghiên cứu và lựa chọn hợp kim titan. phù hợp với môi trường biển. Năm 1963, vật liệu titan và hợp kim titan của Hoa Kỳ được sử dụng trong tàu để thực hiện nghiên cứu và phát triển quy mô lớn và đã đạt được thành công, chẳng hạn như việc chuẩn bị vỏ tàu chìm sâu "Alvin" của Hoa Kỳ về việc sử dụng vật liệu hợp kim titan để tăng độ sâu lặn từ 1868m ban đầu đến 3658m. Chuẩn bị vỏ tàu ngầm sâu "Alvin" sử dụng vật liệu hợp kim titan, độ sâu lặn từ 1868m ban đầu đến 3658m.
Hiện tại, Hoa Kỳ sử dụng hợp kim titan chủ yếu bao gồm titan nguyên chất, Ti-3Al-2.5V, Ti-6Al-4V, Ti{{5 }}Al-4VELI,
Ti-5Al-1Zr-1Sn-1V-0.8Mo-0.1Si, Ti-6Al{{9 }}Nb-1Ta-0.8Mo, Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo, v.v. TRÊN. Hoa Kỳ sẽ sử dụng phổ biến các hợp kim titan theo các loại ASTMB265, bao gồm Gr.1, Gr.2, Gr.3, Gr.5, Gr.9, Gr.12, Gr.20, Gr.32. Gr.1, Gr.2, Gr.3 thành phần của titan nguyên chất công nghiệp cấp 1, 2 và 3, Gr.5 thành phần của Ti-6Al-4V, Gr.9 thành phần của Ti{ {37}}Al -2.5V, thành phần Gr.12 là Ti-0.3Mo-0.8Ni, thành phần Gr.20 là Ti-3Al{{47} Thành phần }V-6Cr-4Zr-4Mo, Gr.32 là Ti-5Al-1Zr-1Sn-1 V-0.8Mo-0.1Si. Các loại titan và hợp kim titan khác nhau có các đặc tính khác nhau. Titan nguyên chất rẻ hơn để chuẩn bị nhưng không bền bằng hợp kim titan. Hợp kim titan thường được sử dụng để chế tạo các bộ phận kết cấu, ốc vít, đường ống, máy bơm, van, v.v. của tàu. Ti-5Al-1Zr-1Sn-1V{ {64}}.8Mo-0.1Si có độ bền gãy tốt và khả năng chống ăn mòn do ứng suất, đồng thời khả năng hàn, khả năng chống va đập và các đặc tính khác của nó vượt trội so với các loại hợp kim titan khác và thường được sử dụng trong chế tạo của các bộ phận kết cấu và ốc vít.
3. Trung Quốc
Vào những năm 1960, Trung Quốc bắt đầu phát triển hợp kim titan dùng cho hàng hải. Sau nhiều thập kỷ phát triển, trình độ R & D và ứng dụng hợp kim titan của Trung Quốc đã được cải thiện rất nhiều, có thể đáp ứng việc đóng tàu ở các bộ phận khác nhau và mức độ bền khác nhau theo yêu cầu sản xuất hàng loạt tấm, tấm, vật rèn, ống, dây, vòng vật đúc và các dạng sản phẩm khác nhau. Trung Quốc đang tham gia vào nghiên cứu và phát triển độc lập hợp kim titan cho tàu với các tổ chức đại diện là Viện nghiên cứu kim loại màu Tây Bắc, Viện nghiên cứu sắt thép Thượng Hải và Công ty công nghiệp titan Baoji. Kết quả R&D của Viện nghiên cứu kim loại màu Tây Bắc là Ti- Boron (B) 19, thành phần hợp kim của Ti-V-Chromium (Cr) - Mo - Zirconium (Zr) - Al; Hợp kim Ti75, thành phần của Ti-3Al-2Mo-2Zr; Hợp kim Ti91, thành phần là Ti-Al-sắt (Fe). Viện Nghiên cứu Gang thép Thượng Hải được đại diện bởi Ti80, với thành phần là
Ti{0}}.0Al-2.5Nb-2.2Zr-1.2Mo, cường độ chảy 900MPa, là loại hợp kim titan cường độ cao gần như loại, chống ăn mòn sức chống cự. Công ty TNHH Công nghiệp Titan Baoji có hợp kim titan đại diện cho Ti631, thành phần của nó là Ti-6Al-3Nb-1Mo, là hợp kim titan loại 785MPa dành cho tàu thủy.
Hiện tại, Trung Quốc đã hình thành một hệ thống hợp kim titan hàng hải mang đặc điểm quốc gia, cường độ năng suất rộng, cường độ năng suất cao nhất là 1150 MPa. Trong hệ thống hợp kim titan hàng hải của Trung Quốc, theo cường độ năng suất của hợp kim được chia thành hợp kim titan có độ bền thấp, vàng hợp kim titan có độ bền trung bình và hợp kim titan có độ bền cao. Cường độ năng suất dưới 590MPa đối với hợp kim titan cường độ thấp, chủ yếu là TA2 (cấp 320MPa), Ti31 (cấp 490MPa), ZTA5 (cấp 490MPa), TA5A (cấp 590MPa); cường độ năng suất 590 ~ 725MPa đối với hợp kim titan có độ bền trung bình, chủ yếu là ZTi60 (cấp 590MPa), Ti70 (cấp 590MPa), Ti70 (cấp 590MPa), Ti5A (cấp 590MPa). 590MPa), Ti91 (600MPa), Ti75 (630MPa), ZTA7 (725MPa); cường độ năng suất cao hơn 785MPa đối với hợp kim titan cường độ cao, chủ yếu là Ti80 (785MPa), ZTC4 (800MPa), TC4 (825MPa), TC11 (900MPa), TiB19 (1150MPa), ZTC4 (800MPa), TC4 (825MPa), TC11 ( 900MPa), TiB19 (1150MPa). TiB19 (cấp 1150MPa).
