从石油开采到船舶制造，钛合金掀起海洋工程材料新变革

石油开采与海洋平台

美国一家公司利用无缝钛合金管制成了近500m长的竖井管，用于近海钻井平台。这种竖井管重量轻、断裂韧性高、疲劳寿命长，大大降低了压载成本。Ti-6Al-4V(Gr.5)合金是钻井管的最佳材料，其屈服强度和疲劳强度非常适用于钻井应用。此外，钛泵、阀、接头、紧固件等小型钛部件在石油开采平台上也广泛使用。

海港建筑

钛材表面有一层厚度不超过10nm的氧化膜，对空气、海水及海洋环境具有优异的耐蚀性。日本在大桥、跨海道路、机场、港湾物流基地等海洋开发项目中大量使用了钛材。钛不仅具有优异的防腐性能，而且无毒性，不会污染环境。

沿海发电站

沿海发电站凝汽器是利用海水量较大的设备。由于海水中含有大量的腐蚀性物质，传统的凝汽器材料铜合金管经常遭到严重破坏。而钛在海水，特别是污染海水中具有良好的耐蚀性，因此被广泛用于凝汽器制造。

海水淡化装置

目前，水资源缺乏成为困扰全世界的问题。海水淡化将是人类解决淡水资源的有效方法。从国内外海水淡化的发展来看，主要由蒸馏法和反渗透法两种方法。钛因其耐海水腐蚀性能优异，被广泛用于淡化装置的加热器传热管。到2004年，全世界已建和在建海水淡化装置已有15000多台，其中大量使用了钛材。

船舶

钛及其合金在海水及海洋气氛中耐腐蚀，且比重轻、强度高、抗冲击、无磁、透声、膨胀系数小，被认为是良好的船舶材料。各国海军和船舶工业对钛在船舶上的应用研究也十分重视，研制出了许多牌号的船用钛合金。钛被广泛应用于船体结构件、深海调查船及潜艇耐压壳体、管道、阀、船舵等部件。

海洋热能转换

海洋中蕴藏着巨大的热能资源。利用钛及其合金制造的设备可以高效地进行海洋热能转换。由于其优良的耐腐蚀性和高强度，钛是海洋热能转换系统的理想材料。

此外，钛还在海洋渔业中得到了广泛应用，如人工养殖技术中使用的钛金属网和钛管式热交换器等。

耐压壳体

钛合金因其高比强度、良好的耐腐蚀性和无磁性等特点，成为制造深海设备耐压壳体的首选材料。俄罗斯是最早在核潜艇上使用钛合金耐压壳体的国家，其“阿尔法”级和“台风”级核潜艇均大量使用了钛合金材料。我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器，同样采用了钛合金材料制造耐压壳体，显示了钛合金在深海探测领域的重要地位。

动力推进装置

钛合金螺旋桨因其高腐蚀疲劳强度和抗空蚀能力，成为舰船螺旋桨的理想材料。俄罗斯、英国等早在20世纪60年代就开始尝试在舰船上使用钛合金螺旋桨，而美国海军的研究型猎潜艇和大型军用水翼艇也采用了钛合金螺旋桨。此外，钛合金还应用于舰船的发动机和喷水推进装置，如俄罗斯的原子动力破冰船使用了含钛合金材料的蒸汽发动机，而美国SES-100A试验艇和日本的“PT-10”号鱼雷艇的喷水推进装置则采用了工业纯钛和钛合金锻件。

泵阀管道及其配件

舰船上的泵、阀、管道和其他配件面临着严峻的海洋环境考验。为满足长期使用的要求，俄罗斯等国家对管道系统的结构材料提出了严格要求。由于铜合金在海洋环境中容易腐蚀，因此钛合金成为替代铜合金的理想材料。通过使用钛合金材料制造泵、阀、管道等配件，可以显著提高舰船管道系统的使用寿命和效率。

声学装置

钛合金还用于制造舰船上的声学装置，如声呐等。钛合金的密度小、声速低，且具有良好的声阻抗匹配性能，可以提高声学装置的探测精度和灵敏度。

电子信息系统

在舰船的电子信息系统中，钛合金也发挥着重要作用。钛合金可以用于制造电子设备的外壳、散热片等部件，确保电子设备在恶劣的海洋环境中稳定运行。

舰船结构材料

钛合金因其高比强度、轻质化特性，成为舰船结构材料的理想选择。在船体结构中，钛合金可以用于制造船体骨架、甲板、船壳等部件，有效减轻舰船的整体重量，提高航行性能。