\'\'海洋金属\'\'钛合金为何非常适合潜艇？它的优越性有哪些？

钛及钛合金是20世纪50年月成长起来的新型材料。跟着水师装备的成长，对于水师装备的要求也越来越高，而传统的钢、铁、铝、镁等金属及其合金在好多范畴已经不克知足要求。钛合金以其优异的机能，正日益受到船舶及海洋工程装备的存眷，被称为“海洋金属”。潜艇作为“水师装备”的焦点，是计谋核力量的中坚，具有举足轻重的感化。用钛合金制造潜艇，可否给潜艇带来机能上的新冲破？今天笔者就来简要剖析钛合金应用于潜艇的优胜性。 （原创文章久久自媒体）

潜艇 （原文来自久久自媒体）

第一个优胜性——比强度高

（自媒体久久自媒体）

比强度是指材料强度与密度的比值。比强度越大，以沟通强度设计就能获得更小的构造重量，反之沟通构造质量下就能获得更高的强度。高的比强度能够使设备设计加倍紧凑，，大幅减小构造质量，同时提高装备的平安性。

比强度高对耐压壳体的影响

当潜艇构造已准时，潜艇的极限下潜深度与壳体材料的屈就强度和壳体厚度的乘积成正比。用加厚压力壳的法子增加下潜深度，会削减潜艇的有效载重量，若连结其有效载重量，则会使潜艇尺寸增大到实际不克使用的水平，从而降低潜艇的综合机能。是以，必需考虑使用更高比强度的材料。

表一，几种深潜艇耐压壳体材料的机能数据

从上表几种深潜艇耐压壳体材料的机能数据能够看出，钛合金的屈就强度固然不如高强度钢，然则因为密度更小，是以比强度高，是几种今朝可用于潜艇壳体的材估中机能最好的，所以钛合金用作潜艇和深潜器耐压壳体材料是非常有利的。实际中，俄罗斯的2条钛合金潜艇的下潜深度能达到800～1000米；而世界绝大多数的深潜器的耐压壳都是钛合金的。

蛟龙号深潜器

比强度高对推进器的的影响

现代的潜艇，为了追求静音机能，多采用大直径的低转速七叶大倾斜螺旋桨，这螺旋桨构造较大，重量较大。而潜艇的螺旋桨轴（尾轴）自己是一种悬臂梁形式，当自由端的重量较大，会引起螺旋桨轴弯曲，艉轴承负荷大。此外，当传动轴自身重量较大时，会加剧轴系的弯曲。而采用比强度高的材料制造传动轴和螺旋桨，能削减因轴承扰曲引起的轴承负荷不平均，以及是以引起的轴系震动问题。

潜艇的螺旋桨

第二个优胜性——耐蚀机能优异

钛在中性和氧化性情况及浩瀚恶劣情况中比其他常用金属材料耐侵蚀性高，稀奇是对海水中氯离子具有很强的抗侵蚀能力。钛的外观可形成一层非常薄且坚硬的氧化膜，使钛钝化而不受海水侵蚀。钛的钝化膜具有很好的自愈性，当受到损坏或划伤后能够敏捷主动修复，形成新的珍爱膜。恰是这层氧化膜珍爱钛不受海水侵蚀，在无化学转变和污染的情形下，钛能够完全抗击天然海水的侵蚀。

海水对船舶的侵蚀

耐蚀机能优异对于管道和阀门影响

海水对于船体有很强的侵蚀性，不外跟着防腐手艺的成长，舰船的船体经由采用耐侵蚀的钢材、防腐油漆、电化学防腐等手段，能包管舰体在寿期内的平安。然则潜艇的管路系统非常复杂，轻易工艺处理不到位，且管道内有较高的流速加剧侵蚀。据相关试验，锡青铜阀和70/30铜镍合金管，在4.5m/s水速下，使用15个月，阀和管皆穿孔；而全钛管系在6m/s的水速下使用36个月，无任何可见的转变。这意味着，钛及钛合金材料用于潜艇海水管系和阀门可减小管径和提高水速，耽误使用寿命。

潜艇内部复杂的管路

第三个优胜性——透声机能好

声纳是潜艇的“眼睛”，而了珍爱声纳，声纳会被置于罩壳里。钛合金比强度高、热膨胀系数小、电阻高、透声机能好等特点使其在潜艇声学装配上获得了应用。如前苏联607A型飞航导弹核潜艇的声纳导流罩就采用了钛合金；而我国购入的“明斯克”、“基辅”号航母等，它们的声纳导流罩也都是采用钛合金制造的。经由这些实际使用情形来看，钛合金的透声机能优于玻璃钢和不锈钢，能有效保障声纳的机能。

明斯克

结语

总体而言，钛及钛合金在潜艇上的大量使用，能够大幅降低潜艇的构造重量，实现高灵活性，保障潜艇的高靠得住性和平安；耐侵蚀机能实现同寿命服役，降低潜艇的维护时间和成本，保障装备斗争力，以及提高另外一些手艺机能。是以，钛合金是保障潜艇装备机能和战术水平的幻想材料，对于成长水师潜艇具有主要的计谋意义。

全钛合金潜艇

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作者：划子人的妄想2020年1月26号