钛具有质轻、比强度高、抗冲击性高、耐海水腐蚀性能优异、断裂韧性好、疲劳强度高、焊接性能好、无磁、透声性好、耐冷热性优异、抗放射性、减震抗噪等一系列优点 [1-10] ，被誉为“海洋金属”，是一种理想的、具前景的海洋工程装备用结构材料。
钛在海洋工程装备领域应用非常广泛，如船体结构件、潜艇和深潜器的耐压壳体、管件、阀及附件等，动力驱动装置中的推进器和推进器轴，冷凝器、冷却器、换热器等，舰船声呐导流罩、螺旋桨等 。但目前国内仍未见有关海洋工程装备用钛材的选材手册的报道，未见有关完善的海洋工程装备用钛及钛合金使用评价体系的报道，这在很大程度上制约了钛材在海洋工程装备上的推广使用。
本文在介绍钛及钛合金在海洋装备领域应用特点的基础上，总结了目前国内外形成的舰船用钛及钛合金体系和性能特征，论述了国内外钛及钛合金在海洋装备领域的应用现状及优势，展望了钛材在海洋装备的应用前景，以期对后续海洋工程装备设计选材提供参考，从而大幅度加速推动钛材在我国海洋装备领域的应用。
1、海洋工程装备用钛
为确保海洋装备的战技性能和航行的绝对安全可靠性，选择合适的装备材料至关重要。
钛及钛合金几乎具备海洋装备材料所需的全部特性，即钛及钛合金的诸多优点。
物理特性
①质轻。钛密度为4.5 g/cm3 ，仅为钢的57.7%，在舰船领域应用可减轻船体质量、增加载重、提高航速；②热膨胀系数低，焊接应力小，从而使部件焊接变形量小；③无磁性，在强磁场下也不会磁化，并可防电磁干扰，使装磁引信的水雷或鱼雷失效，避免磁性雷的攻击，从而提高水下潜艇的隐身技术水平和反侦察能力；④导热率与热传递速率匹 配良好，是理想的热交换器材料；⑤透声性好，钛材透声系数大于 0.85，甚至高达 0.98，是舰船声呐导流罩最理想选材；⑥加工性良好，可通过多种加工方式如铸造、轧制、锻造、挤压等生产铸件、板材、丝材、型材、锻件、复杂的零部件等。
力学性能
钛及钛合金力学性能优异，其比强度高、塑性好，在−253~600 ℃ 范围内，它的屈强比和比强度在海洋装备用金属材料中最高；冲击韧性良好，在−60~20 ℃ 范围内，无明显韧-脆转变点；断裂韧性较高，在 80~110 MPa·m1/2之间。疲劳强度高，钛材低应力高周疲劳均在 107周次以上。
腐蚀性能
钛在海洋环境介质中具有优异耐腐蚀性能。由于钛和氧亲和力极高，在空气或氧介质中，钛材表面极易快速形成一层薄、致密、坚固的氧化膜。钛的氧化膜具有很强的自愈性，当氧化膜受到破坏或划伤后，也会很快自愈或再生，形成新的氧化膜。这层氧化膜可使钛材几乎不被自然海水腐蚀。
国内外舰船用钛材体系
钛材是一种优良的舰船材料，得到了各国海军和造船业的青睐。近五十年来，俄罗斯、美国、中国和日本等先后都建立了适用于自己的舰船用钛及钛合金体系。
国外舰船用钛材体系
俄罗斯、美国是最早研究舰船用钛及钛合金的国家，并各自形成舰船用钛及钛合金体系，日本相对较晚，舰船用钛材体系较简单。俄、美、日各国常见的舰船用钛及钛合金牌号及屈服强度 σ 0.2 按低、中、高强度级别划分见表 1 。
表1俄罗斯、美国、日本常见舰船用钛及钛合金牌号及屈服强度
| 国家 | 低强钛合金 | 中强钛合金 | 高强钛合金 | ||||||
| 牌号 | 合金成分 | σ0.2/MPa | 牌号 | 合金成分 | σ0.2/MPa | 牌号 | 合金成分 | σ0.2/MPa | |
| 俄罗斯 | ПT-1M | — | ≥390 | ПT-3B | Ti-4Al-2V | ≥590 | BT6 | Ti-6Al-4V | ≥850 |
| TL3 | Ti-3.5Al-0.4V | ≥440 | 37 | — | ≥690 | BT8 | Ti-6.5Al-3.3Mo-0.3Si | ≥900 | |
| ПT-7M | Ti-2Al-2.5Zr | ≥490 | 5B | — | ≥690 | BT14 | Ti-5Al-3Mo-1V | ≥900 | |
| TL5 | Ti-3.5Al-2V | ≥490 | — | — | — | 23a | — | ≥1050 | |
| 美国 | Gr1 | Cp-Ti | ≥165 | Gr.32 | Ti-5Al-1Zr-1Sn- 1V-0.8Mo-0.1Si | ≥586 | Gr.23 | Ti-6Al-4VELI | ≥795 |
| Gr2 | Cp-Ti | ≥275 | — | Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo | ≥655 | Gr.5 | Ti-6Al-4V | ≥820 | |
| Gr12 | Ti-0.3Mo-0.8Ni | ≥345 | — | — | — | Ti38644(βc) | Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr | ≥1100 | |
| Gr9 | Ti-3Al-2.5V | ≥485 | — | — | — | — | — | — | |
| 日本 | CP-Ti | — | ≥280 | — | — | — | SAT-64 | Ti-6Al-4V | ≥830 |
| — | — | — | — | — | — | SAT-64ELI | Ti-6Al-4VELI | ≥795 | |
俄罗斯舰船用钛及钛合金研究及应用水平居世界前列，是最早拥有专用舰船用钛合金体系的国家，如船体钛合金ПT-1M，船机用钛合金ПT-7M、3M、 37， 动 力 工 程 用 钛 合 金 ПT-3B、 40、 5B、23a 等。几十年来，俄罗斯在核潜艇、常规潜艇、水面舰艇、航空母舰、深潜器等舰船领域都大量采用了钛材。
美国海军自 1963 年开始对舰船用钛材进行大量的工程应用研究，主要的船用钛及钛合金有纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4VELI、Ti-0.3Mo-0.8Ni、Ti-3Al-2.5V、 Ti-5Al-1Zr-1Sn-1V-0.8Mo-0.1Si、 Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo、Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr 等，现已成功将钛材应用于各种水面舰艇、动力潜艇、民船等。
日本的船用钛及钛合金主要有纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4VELI，集中应用于深潜器耐压壳体、民用渔船、游船等。
国内舰船用钛材体系
国内舰船用钛材的研究始于 1962 年，五十多年来，我国从研发到应用已逐渐形成了较完整的舰船用钛及钛合金体系[1-3,6-9] ，其屈服强度在 320~1130MPa 之间。业界通常按材料屈服强度大小对其分类，即屈服强度在 500 MPa 以下为低强钛合金，500~790 MPa 为中强钛合金，高于 790 MPa 为高强钛合金。上述强度级别材料基本可满足国内舰船、潜艇、深潜器及深海空间站用结构材料的指标要求。现阶段我国已制定了舰船用钛及钛合金板材、钛棒材、锻件、无缝管材及铸件的相关规范，具体舰船用钛及钛合金体系、性能、应用及规范标准号见表2。
与俄罗斯、美国相比，中国舰船用钛及钛合金体系还不够完善，且应用数据较少，无准确、高效的舰船用钛材的评价体系。
表2 我国舰船用钛及钛合金体系、性能及应用
| 类别 | 牌号 | 合金成分 | Rm/MPa | Rp0.2/MPa | A/% | Z/% | KV2/J | 性能特点 | 应用 |
| 低强 | TA2 | Cp-Ti | ≥400 | 275~450 | ≥25 | — | — | 成型、焊接性能好，耐海水腐蚀 | 非耐压铸件、冷成型件、管 路等 |
| TA3 | Cp-Ti | ≥500 | 380~550 | ≥20 | — | — | 成型、焊接性能好，耐海水腐蚀 | 非耐压铸件、冷成型件、管 路等 | |
| TA4 | Cp-Ti | ≥580 | 485~655 | ≥20 | — | — | 成型、焊接性能好，耐海水腐蚀 | 低强度承压壳体、冷成型 件、结构件等 | |
| Ti- 31(TA22) | Ti-3Al-1Mo-1Zr- 0.8Ni | >637 | >490 | ≥18 | ≥35 | ≥47 | 成型、焊接性好，耐180 ℃ 海水腐蚀 | 换热器、冷凝器、泵体、管路、阀门、压力容器、承载 焊接结构件等 | |
| ZTA5 | Ti-4Al-0.005B | ≥590 | ≥490 | ≥10 | ≥25 | ≥24 | 铸造性能好 | 船舶推进、电子及辅助系统 的泵、阀等 | |
| 中强 | TA18 M | Ti-3Al-2.5V | ≥620 | ≥515 | ≥15 | — | — | 冷成型性、焊接性优异 | 舰船排气管、喷气偏导装 置，舱盖、舱门等 |
| TA17 | Ti-4Al-2V | 685~835 | ≥560 | ≥10 | — | — | 良好焊接性能、抗腐蚀性能、 冲击韧性高 | 封头、声呐导流罩骨架、结 构件等 | |
| TA5 | Ti-4Al-0.005B | ≥685 | ≥585 | ≥12 | — | — | 耐蚀、可焊性好 | 鱼雷发射装置、框架结构 件、船舶各类机械部件等 | |
| ZTi60 | Ti-5.5Al-4Sn- 2Zr-1Mo-1.0Ta- 0.5Nd-0.5Si | ≥670 | ≥590 | ≥10 | ≥20 | ≥43 | 铸造性能好、耐蚀、可焊 | 各种耐压系统铸件等 | |
| Ti70(TA23) | Ti-2.5Al-2Zr-1Fe | ≥700 | ≥590 | ≥10 | — | — | 耐蚀性、透声性、冷成型、 焊接性好 | 透声罩、声呐导流罩、桅 杆、冷成型件等 | |
| Ti75(TA24) | Ti-3Al-2Mo-2Zr | ≥730 | ≥630 | ≥13 | ≥25 | — | 耐蚀性、焊接性、成型性优异， 断裂韧性、冲击韧性高 | 船舶结构、压力容器、耐高 压管路、推进系统构件等 | |
| Bti431 | Ti-5Al-3Mo-1V | ≥770 | ≥650 | ≥9 | ≥25 | — | 焊接性、铸造性良好 | 管材结构、紧固件、气瓶等 耐压罐体等 | |
| Ti91 | Ti-3Al-1V-1Zr- 1Fe | ≥700 | ≥660 | ≥20 | ≥35 | — | 冷成型性、焊接性、耐蚀性、透 声性优异 | 透声罩、声呐导流罩等 | |
| ZTC4 | Ti-6Al-4V | ≥835 | ≥765 | ≥5 | ≥12 | — | 抗裂纹扩展、抗疲劳、 铸造性能好 | 螺旋桨、可承受重载荷的壳 体等高强铸件 | |
| Ti80(TA31) | Ti-6Al-3Nb-2Zr- 1Mo | ≥880 | ≥785 | ≥10 | ≥40 | — | 耐蚀、可焊 | 紧固件、结构件、壳体等 | |
| 高强 | TC4ELI | Ti-6Al-4VELI | ≥860 | ≥795 | ≥10 | ≥25 | ≥24 | 抗裂纹扩展、抗疲劳、耐腐蚀、 焊接性好 | 耐压壳体、高压容器、结构 件、船舶部件、紧固件等 |
| TC4 | Ti-6Al-4V | ≥895 | ≥830 | ≥10 | — | — | 抗裂纹扩展、抗疲劳、耐腐蚀、焊接性好 | 耐压壳体、发动机外壳、蒸汽透平机叶片、蓄电器、船 舶部件、紧固件等 | |
| TB8 | Ti-15Mo- 3Al- 2.7Nb-0.25Si | 825~1000 | 795~965 | ≥6 | — | — | 高强、塑性、韧性，耐蚀 | 高强紧固件、海水管路、弹 簧、弹射装置等 | |
| TB9 | Ti-3Al-8V-6Cr- 4Mo-4Zr | — | — | — | — | — | 塑性好、强度和弹性高、 淬透性好、耐蚀性和抗盐应力 腐蚀性能优异 | 弹簧、紧固件等 | |
| TC11 | Ti-6.5V-3.5Mo- 1.5Zr-0.3Si | ≥1010 | ≥910 | ≥8 | ≥23 | ≥24 | 高强、高韧、耐高温 | 高压压气机转子、低压压气 机叶片及轮盘等 | |
| TiB19 | Ti-3Al-1Mo-5V- 4Cr-2Zr | ≥1175 | ≥1130 | ≥5 | ≥10 | — | 强度高、塑韧性好、焊接性好 | 船舶高压容器、筒体、机械 部件等 | |
| Ti62A | Ti-6Al-2Sn-2Zr- 3Mo-1Cr-1V | ≥1010 | ≥930 | ≥9 | ≥18 | ≥20 | 高强、高韧、耐冲击 | 大深度耐压壳体、耐压罐 体、紧固件等 | |
| 注：1)舰船用钛合金锻件规范 GJB 943A—2018；2)舰船用钛及钛合金板材规范 GJB 944A—2018；3)舰船用钛及钛合金棒材规范 GJB 9571—2018；4)舰船用钛及钛合金铸件规范 GJB 9574—2018；5)舰船用钛及钛合金无缝管材规范 GJB 9579—2018。 | |||||||||
低强
| TA2 | Cp-Ti | ≥400 | 275~450 | ≥25 | — | — | 成型、焊接性能好，耐海水腐蚀 | 非耐压铸件、冷成型件、管 路等 | |
| TA3 | Cp-Ti | ≥500 | 380~550 | ≥20 | — | — | 成型、焊接性能好，耐海水腐蚀 | 非耐压铸件、冷成型件、管 路等 | |
| TA4 | Cp-Ti | ≥580 | 485~655 | ≥20 | — | — | 成型、焊接性能好，耐海水腐蚀 | 低强度承压壳体、冷成型 件、结构件等 | |
| Ti- 31(TA22) | Ti-3Al-1Mo-1Zr- 0.8Ni | >637 | >490 | ≥18 | ≥35 | ≥47 | 成型、焊接性好，耐180 ℃ 海水腐蚀 | 换热器、冷凝器、泵体、管路、阀门、压力容器、承载 焊接结构件等 | |
| ZTA5 | Ti-4Al-0.005B | ≥590 | ≥490 | ≥10 | ≥25 | ≥24 | 铸造性能好 | 船舶推进、电子及辅助系统 的泵、阀等 | |
| 中强 | TA18 M | Ti-3Al-2.5V | ≥620 | ≥515 | ≥15 | — | — | 冷成型性、焊接性优异 | 舰船排气管、喷气偏导装 置，舱盖、舱门等 |
| TA17 | Ti-4Al-2V | 685~835 | ≥560 | ≥10 | — | — | 良好焊接性能、抗腐蚀性能、 冲击韧性高 | 封头、声呐导流罩骨架、结 构件等 | |
| TA5 | Ti-4Al-0.005B | ≥685 | ≥585 | ≥12 | — | — | 耐蚀、可焊性好 | 鱼雷发射装置、框架结构 件、船舶各类机械部件等 | |
| ZTi60 | Ti-5.5Al-4Sn- 2Zr-1Mo-1.0Ta- 0.5Nd-0.5Si | ≥670 | ≥590 | ≥10 | ≥20 | ≥43 | 铸造性能好、耐蚀、可焊 | 各种耐压系统铸件等 | |
| Ti70(TA23) | Ti-2.5Al-2Zr-1Fe | ≥700 | ≥590 | ≥10 | — | — | 耐蚀性、透声性、冷成型、 焊接性好 | 透声罩、声呐导流罩、桅 杆、冷成型件等 | |
| Ti75(TA24) | Ti-3Al-2Mo-2Zr | ≥730 | ≥630 | ≥13 | ≥25 | — | 耐蚀性、焊接性、成型性优异， 断裂韧性、冲击韧性高 | 船舶结构、压力容器、耐高 压管路、推进系统构件等 | |
| Bti431 | Ti-5Al-3Mo-1V | ≥770 | ≥650 | ≥9 | ≥25 | — | 焊接性、铸造性良好 | 管材结构、紧固件、气瓶等 耐压罐体等 | |
| Ti91 | Ti-3Al-1V-1Zr- 1Fe | ≥700 | ≥660 | ≥20 | ≥35 | — | 冷成型性、焊接性、耐蚀性、透 声性优异 | 透声罩、声呐导流罩等 | |
| ZTC4 | Ti-6Al-4V | ≥835 | ≥765 | ≥5 | ≥12 | — | 抗裂纹扩展、抗疲劳、 铸造性能好 | 螺旋桨、可承受重载荷的壳 体等高强铸件 | |
| Ti80(TA31) | Ti-6Al-3Nb-2Zr- 1Mo | ≥880 | ≥785 | ≥10 | ≥40 | — | 耐蚀、可焊 | 紧固件、结构件、壳体等 | |
| 高强 | TC4ELI | Ti-6Al-4VELI | ≥860 | ≥795 | ≥10 | ≥25 | ≥24 | 抗裂纹扩展、抗疲劳、耐腐蚀、 焊接性好 | 耐压壳体、高压容器、结构 件、船舶部件、紧固件等 |
| TC4 | Ti-6Al-4V | ≥895 | ≥830 | ≥10 | — | — | 抗裂纹扩展、抗疲劳、耐腐蚀、焊接性好 | 耐压壳体、发动机外壳、蒸汽透平机叶片、蓄电器、船 舶部件、紧固件等 | |
| TB8 | Ti-15Mo- 3Al- 2.7Nb-0.25Si | 825~1000 | 795~965 | ≥6 | — | — | 高强、塑性、韧性，耐蚀 | 高强紧固件、海水管路、弹 簧、弹射装置等 | |
| TB9 | Ti-3Al-8V-6Cr- 4Mo-4Zr | — | — | — | — | — | 塑性好、强度和弹性高、 淬透性好、耐蚀性和抗盐应力 腐蚀性能优异 | 弹簧、紧固件等 | |
| TC11 | Ti-6.5V-3.5Mo- 1.5Zr-0.3Si | ≥1010 | ≥910 | ≥8 | ≥23 | ≥24 | 高强、高韧、耐高温 | 高压压气机转子、低压压气 机叶片及轮盘等 | |
| TiB19 | Ti-3Al-1Mo-5V- 4Cr-2Zr | ≥1175 | ≥1130 | ≥5 | ≥10 | — | 强度高、塑韧性好、焊接性好 | 船舶高压容器、筒体、机械 部件等 | |
| Ti62A | Ti-6Al-2Sn-2Zr- 3Mo-1Cr-1V | ≥1010 | ≥930 | ≥9 | ≥18 | ≥20 | 高强、高韧、耐冲击 | 大深度耐压壳体、耐压罐 体、紧固件等 | |
| 注：1)舰船用钛合金锻件规范 GJB 943A—2018；2)舰船用钛及钛合金板材规范 GJB 944A—2018；3)舰船用钛及钛合金棒材规范 GJB 9571—2018；4)舰船用钛及钛合金铸件规范 GJB 9574—2018；5)舰船用钛及钛合金无缝管材规范 GJB 9579—2018。 | |||||||||
2、钛材在海洋装备上的应用现状及优势
钛材是海洋环境中最理想的材料，使用钛材可使海军舰船及装备大大提高战斗力、降低维护成本、延长使用寿命、提高隐蔽性[1,10] 。俄、美、中国海军已将钛材广泛应用于深潜器、水下潜艇、水面舰艇、舰船等装备的耐压壳体、海水管路系统、上层建筑及其他部件等[9-11] 。
耐压壳体
国内外选用钛材作为耐压壳体的实例较多，主要用于深潜器载人球壳、潜艇壳体[11] ，具体典型应用所选用钛材的牌号及拉伸性能见表 3。
表 3 国内外载人球舱和潜艇耐压壳体材质、制备工艺及材料性能
| 牌号 | 成型、焊接工艺 | 拉伸性能 | 潜艇名称 | 设计深度/mm | 使用年份 | ||||
| σ0.2/MPa | σb/MPa | A/% | Z/% | ||||||
| 俄罗斯 | BT6 | 瓜瓣/拼焊 手工TIG焊接 | ≥800 | ≥850 | ≥10 | ≥20 | “和平”号 | 6000 | 1987 |
| 美国 | Ti-6Al-4VELI | 整半球冲压成型 赤道缝电子束焊接 螺栓连接 | ≥760 | ≥825 | ≥8 | ≥15 | 新“阿尔文”号 Triton 36000/2 | 6500 11000 | 1994 2019 |
| 法国 | Ti-6AL-4VELI | 整半球冲压成型 螺栓连接 | ≥795 | ≥860 | ≥10 | — | “鹦鹉螺”号 | 6000 | 1985 |
| 中国 | TC4 ELI | 整半球冲压成型 赤道缝电子束焊接 | ≥795 | ≥860 | ≥10 | — | “深海勇士”号 | 4500 | 2017 |
| TC4 | 瓜瓣/拼焊 手工TIG焊接 | ≥825 | ≥895 | ≥10 | — | “蛟龙”号 | 7000 | 2009 | |
| 日本 | Ti-6Al-4VELI | 整半球冲压成型 赤道缝电子束焊接 | ≥810 | — | — | — | 深海“6500”号 | 6500 | 1989 |
| 俄罗斯 | ΠT-3B (对应国内TA17) | — | 640~835 | ≥590 | ≥9 | ≥15 | 核潜艇 | — | 1960 |
国内外深潜器载人球壳选用钛材牌号主要有 Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4VELI(对应国内牌号TC4、TC4ELI)。
很多深潜器载人球壳前期选用钢材，但后期都采用钛材替代，既可以减轻重量，增加下潜深度，又可以提高使用寿命。例如：①美国 Alvin 深潜器，1964 年建造时采用的是 HYl00 高强钢 (板厚33.8 mm)，下潜深度为 2000 m，1973 年改建时将耐压壳体换成钛合金 (板厚 49 mm)，下潜深度增加到3600 m， 其 辅 助 箱 及 高 压 气 器 也 采 用 Ti-6Al-4VELI；②日本的“深海 2000”载人球壳采用钢材制，后续在建造“深海 6500”时选用钛材制备载人球壳以增加下潜深度。
在潜艇耐压壳体应用方面，俄罗斯最早选用钛材，是目前世界上使用钛材制造耐压壳体技术最先进最成熟的国家，其全钛核潜艇制造选用的惟一的钛材牌号为 IIT-3B 钛合金 (对应国内牌号 TA17)。近年来，国内在建造潜艇时也更青睐于选用钛材，牌号主要集中于 TA17、TC4、TC4ELI、TC11、纯钛等。
除此之外，目前许多国家都正在建造大深度载人潜水器和大深度全钛武器装备。国内建造的“奋斗者”号全海深载人潜水器已于 2020 年 11 月 10 日成功挑战全球海洋最深处——马里亚纳海沟，深度达10909 m，实现了中国人的深海梦，该深潜器的载人球壳材料为高强高韧损伤容限型钛合金，由宝钛股份制造；国内已开始建造全钛的大深度装备。
海水管路系统
海水管路系统复杂、通径规格多，所选材料要求具有耐海水腐蚀、强度高、疲劳性能好等特点，钛材均可满足，采用钛合金制造的管道较传统材料(碳钢、不锈钢、铜合金) 优势显著。
(1) 提高服役寿命，与舰船本体同寿命。俄罗斯对比研究了传统材料和钛材制造的管道系统服役寿命。结果表明，钛材与舰船同寿命，只需投入一次，且在使用过程中仅需简单维护即可；传统材料服役期限约 2~10 a，服役期内必须定期维修，甚至更换，尤其是在高速推动环境作用下，各种接头均会产生局部腐蚀。美国海军舰船应用数据显示，钛
制管系寿命为 40 a，铜镍合金管系寿命只有 6~8 a。
国内开展了采用“钛合金”替代“铜合金”制造海水管路系统的验证考核试验，宝钛提供的 TA2 钛无缝管材、配套管件和钛法兰在整套试验系统运行近 3a 后，拆解检验管路及配套材料，均未发现有裂纹、孔洞和腐蚀等异常情况。(2) 降低成本。采用钛合金部件，虽一次投入成本较高，但一次投入即可满足全寿命使用，使用过程中仅需简单维护保养，大量节省维修和维护费
用。美海军舰船热交换器用的铜镍合金管每年大约需更换 97 km，而在 LPD17 两栖船坞运输舰的 2 个海水配管系统上选用了 Gr.2 纯钛管材，约 1000 多个管件，总长度 3350 m 以上，全寿命期节省成本达1700万美元。
综上所述，钛材在管路系统的使用，既可以减重、又可以实现与本体同寿命，同时，降低成本。
近几年，国内已在 022 艇等多型号海洋装备上批量应用。
上层建筑
目前，在国内舰船上层建筑中也已有钛材应用实例，如：桅杆用 Ti70(TA23)、雷达天线用 TA5 和TA7 棒材、机库蒙皮和框架结构用 TA2 和 TA5 板材。美海军在 LPD17 两栖船坞运输舰的关键部位上层建筑区也大量使用了钛，使其质量减轻约 50%，大大提高了该舰的稳定性。
其他领域应用
除上述耐压壳体、管路系统和上层建筑大量用钛材外，国内外海洋装备上还有其他部件也有用钛，应用实例见表 4。
表4 国内外海洋装备其他部件用常见钛材
| 序号 | 用途 | 常用牌号 | 产品类型 |
| 1 | 泵、阀 | 纯钛、ZTC4、ZTA5、ZTi60 | 铸件 |
| 2 | 螺旋桨 | ZTC4 | 铸件 |
| 3 | 声呐导流罩、透声罩 | Ti70、ΠT-3B | 板材 |
| 4 | 框架结构 | TA2、TA5、TC4 | 板材、型材 |
| 5 | 气瓶、耐压罐体 | Bti341、TC4、TC4ELI、Ti62A | 棒材、板材 |
| 6 | 冷却器/管/水套、冷凝器等 | TA2、TA16、Ti75、Ti31 | 管材 |
| 7 | 紧固件、弹簧、销 | TC4、TC4ELI、TC11、TB8、TB9(Ti38644) | 棒材、丝材 |
结束语
钛合金不仅使海洋装备实现向“深、大、远、高、低”的方向发展，也可完全实现与海洋装备本体同寿命，是海洋装备的最佳选材。目前，我国对钛材在海洋装备上的应用也越来越重视，用钛量也在不断的增加。深海耐压壳体、海水管路、气瓶、上层建筑、框架等将成为海洋用钛的重点发展方向。
现阶段国内外钛材在船舶领域应用实例较多，但相关规范中材料体系并不完善。希望相关单位组织讨论并完善现行“钛制压力容器”、“材料与焊接”等相关规范中的材料体系，以便于设计人员参考。
参考文献
钱江, 王怡, 李瑶. 钛及钛合金在国外舰船上的应用. 舰船科学技术, 2016，38(11)：1[1]
杨英丽, 罗媛媛, 赵恒章, 等. 我国舰船用钛合金研究应用现状.稀有金属材料与工程, 2011，40(s2)：538[2]
杨英丽, 苏航标, 郭荻子, 等. 我国舰船钛合金的研究进展. 中国有色金属学报, 2010，20(s1)：1002[3]
孟祥军. 降低钛材价格、促进钛在舰船上的应用. 钛工业进展,2003，20(6)：39[4]
姜建伟, 曲银化, 刘正红. 我国航海级钛及钛合金现状思考. 船舶材料与工程应用学术会议论文集//中国造船工程学会. 敦煌,2012[5]
陈军, 赵永庆, 常辉. 中国船用钛合金的研究和发展. 材料导报,2005(6)：67[6]
王镐, 祝建雯, 何瑜, 等. 钛在舰船领域的应用现状及展望. 钛工业进展, 2003(6)：42[7]
周文萌. 船用钛合金装备材料及制备技术研究进展评述. 化工管理, 2017(21)：92[8]
陈军, 王廷询, 周伟, 等. 国内外船用钛合金及其应用. 钛工业进展, 2015，32(6)：8[9]
匡蒙生, 胡伟民, 郭爱红, 等. 钛及钛合金在美海军舰船上的应用. 鱼雷技术, 2012，20(5)：331[10]
李文跃, 王帅, 刘涛, 等. 大深度载人潜水器耐压壳结构研究现状及最新进展. 中国造船, 2016，57(1)：210[11]
王文杰. 高性能先进舰船用合金材料的应用现状及展望. 材料导报, 2013，27(7)：98[12]
范丽颖, 刘俊玲, 安红. 钛在海洋工程上的应用现状及前景展望.中国金属通报, 2006(Z2)：25[13]
方志刚, 刘斌, 李国明, 等. 舰船装备材料体系发展与需求分析.中国材料进展, 2014，33(7)：385[14]
作者简介：海敏娜 (1987—)，女，陕西宝鸡人，工程师，硕士，2015 年毕业于西安建筑科技大学材料加工工程专业，工作于宝鸡钛业股份有限公司，主要从事与海洋装备领域用钛相关的研究。通信地址：721013 陕西省宝鸡市渭滨区高新大道 88 号，E-mail：haiminna@126.com。
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