Derin Okyanusun Sunulan Ortamı

Okyanusların en derin bölgeleri, Dünya'daki en az araştırılan yerler arasında kalır, hidrostatik baskılar 1,100 atmosferine sahip olmak için tasarlanmış olan Mariana Trench. Dalis, bu tür derinliklere ulaşmak için tasarlanmış olan derin bir direnç, sadece dışsal kuvvetlere değil, aynı zamanda 8,700'den fazla psikolojik basınçtan farklı olarak sert bir şekilde sertliğe karşı koruma sağlar.

Neden Deniz Ortamlarında Titanyum Alaşımlar Excel

Titanyum alaşımları yüksek özel güç, olağanüstü korozyon direnci ve Çevrimdışı yükleme altında iyi yorgunluk performansı sağlar. Yaklaşık 4.43 g/cm3 - çelik hacminin% 56'sı aşırı derecede% 800 MPa, titanyum birçok yüksek kuvvetle dayanıklı çelikler için gereken güçlü bir kombinasyon sunar.Bu, tasarımcılar baskıyı zayıf duvarlarla inşa etmelerine olanak sağlarken, doğrudan araç kütlesini ve sintactic köpük hacmini azaltır.

Deniz suyundaki titanyumun korozyon direnci öncelikle 80°C'nin altındaki kendiliğinden formasyon nedeniyledir, pH'nın düşmesi ve sulfitler mevcut olduğu durumlarda, titanyum alaşımları, ortak titanyum alaşımlarının neredeyse bağışıklık sağlar, klorür çatlaklarına karşı hassas, sertleştirici ve hassas yüzeyler için kritik bir avantajdır.

İlk Marine-Grade Titanyum Alloys

Ti-6Al-4V (Grade 5) ve ELI Variant

Alfa-beta alaşım Ti-6Al-4V, deniz yapısal uygulamalarının işkosudur. Ek olarak, 900-1000 MPa'nın iyi iyonlu ve kırık direnci ile nihai güçlü güçlü yönleri sunar, özellikle de baskı hulls gibi parçalar için, ekstra-düşük geçici (ELI) tercih edilir.

Ticari olarak Pure (CP) Titanyum Grades 1-4

Maksimum korozyon direncine ihtiyaç duyulduğunda ve güç talepleri ortalandığında, ticari olarak saf titanyum notları kullanılır. Notlar öncelikle oksijen içeriğinde farklıdır, bu kontrol gücü kontrol eder: Grade 1'in hizmet yaşamı boyunca maliyetle etkili hale gelmesi gerekir.

Ti-3Al-2.5V (Grade 9)

Ti-3Al-2.5V başlangıçta havacılık hidrolik borular için geliştirildi, ancak geniş çaplı imalat gerektiren karmaşık geometriler için önemli bir kullanım buldu. orta güç (yield 480-620 MPa) sunar.

Yakın ve Beta Alloys

Sıcaklık tedavisinden sonra çok yüksek güç talep eden öğeler, Ti-10V-2Fe-3Al ve Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al gibi beta-zenfek alaşımları giderek daha fazla kullanıyor, ancak, deniz suyundaki uzun vadeli korozyon direnci her uygulama için çok doğru bir şekilde doğrulanmış olmalı, çünkü beta aşaması doğru şekilde işlememişse hidrojen embrittlementi daha hassastır.

Deep-Seatang'daki eleştirel uygulamalar

Basınç hull en zorlu bileşenidir. Ti-6Al-4V ELI, insan tarafından işgal edilen ve büyük otonom araç hulls için standart bir seçimdir, çünkü güç dengesi, kırıklık ve yorgunluk direnci sağlar.[Dönetici bir hacim için, bir titanyum küre, karşılaştırılabilir bir çelik küreden 30–40 daha hafif olabilir, doğrudan yük kapasitesine veya azaltıcı köpük gerekliliklerine kadar.)

Bu bileşenler, etkili tutmak için baskı altında boyutsal istikrar sağlamalıdır; titanyumların korozyonu önlemek için kaplamaları ve plakaları birçok dalıştan kesintiye uğratmayı önler ve şarj eder.Demir milisler, sert çoraplar ve değişken top tanklar da titanyumun korozyon ve cavitasyon zararlarını önlemek için dirençten faydalanır.

Tasarım ve İmalatı

Titanyum ile çalışmak özel süreçler gerektirir. Düşük termal iletkenliği, makine sırasında hızlı ısı inşasına yol açar, istenen alfa-beta mikroyapıyı elde etmek için kontrollü soğutma ile çalışır.Tüm parçalar için kesintiler veya dahil olmak için kesme hızları azaltır.

Kaynak titanyumu atmosfer kirliliğinden sıkı bir şekilde koruma gerektirir, çünkü metal oksijen, azot ve yüksek sıcaklıkta hidrojen, embrittlement. GasBill ark kaynağı (GTAW) argon-p, muhafaza ve elektron kirişi (EBW) vakumda ortaya çıkan sağlam bir alternatiftir, iyi tahıl yapısı ve yorgunluk direncini korumak için ).

Katkılı üretim (AM) altmersible üretimine nüfuz etmeye başlıyor. Ti-6Al-4V tozlarının yakın zamanda iç soğutma kanalları veya ağırlık optimize edilmiş lattices, malzeme kaybı gibi büyük formatlar azaltılabilir (EBM) hull bölümler için değerlendiriliyor olsa da, insan ccupancy için sertifikasyonu, yakın vadede, AM en uygun maliyetlidir.

Deniz susu ve deniz suyu içindeki uzun süreli performans

Düzgün üretilen zaman, derin deniz suyunda yerleştirilen titanyum bileşenler, alüminyum veya çelik gibi az soylu metaller ile yönetilmelidir; oksit filmi bile betonsuz koşullarda bile stabil kalır, çünkü çelikler için dayanıklı bir problem, titanyum çevrelerinde meydana gelmez, alüminyum veya çelik gibi daha az asil metallerle donatılırken yönetilmelidir; özel tasarım olmadan metal izolasyonu yapılır.

Hidrojen embrittlementi, titanyumun aşırı korumacı bir şekilde veya kaynak kalkanı yetersizdir. Ancak, modern üretim protokolleri ve ELI notlarının kullanımı bu tehlikeyi etkili bir şekilde azaltmıyor. Alan verileriShinkai 6500).

Alternatif malzemelerle Karşılaştırma

Yüksek çözünürlükte çelikler, düşük duvarlar, daha fazla sulu koruma sistemleri, karmaşık alaşımlar için kullanılır, ancak yüksek yoğunlukları (7.8 g/cm3) ve sular için korozyona karşı hassaslığı, daha kalın duvarlar gerektirir, daha fazla su geçirmez koruma sistemleri, karmaşık ve pahalı araçlar için önerilen, özellikle de hafif alternatifler sunar, ancak yüksek çözünürlükte dayanıklı betonlar için dayanıklı olmayan engeller ve sular için dayanıklı tutmaz.

Titanyum Basınç Hulls'ın Test ve Sertifikaları

Bir titanyum basıncı hull derin deniz hizmeti için hull, standart malzeme yeterliliklerinin ötesinde titiz bir test gerektirir.Sürekli bir alt sınıf mekanikleri için, DNV GL, ABS ve Lloyd's Register gibi sınıflandırma toplumları için ayrıntılı bir test gerektirir: tasarım derinliğine sahip olan akustik emisyon izleme ve tüm kaynaklarımızın kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini sağlayacaktır.

Ekonomik ve Operasyonel Faktörler

Kompakt plaka maliyeti ve dövmeler çelikten beş kat daha yüksek olsa da, toplam yaşam döngüsü ekonomisi genellikle derin denizaltı araçları için titanyumu güçlü bir şekilde tercih eder.Para çekme, kaplama yenileme ve aktif kedikonu koruma sistemleri büyük ölçüde bakım maliyetlerini azaltır. Kilo tasarrufları çelikten daha yüksek, daha büyük bataryalara veya ekstra personele tercüme eder - doğrudan potansiyel araçlara göre daha güçlü olur.

Vaka Çalışmaları: Iconicinskys'de Titanyum

2014 yılında, Ti-6-4[AlV ELI, 4,500 to 6,500 metreye kadar derinlemesine bir şekilde küçültüldü ve bu yükseltme, Japonya'nın orijinal çelik personeli alanından büyük bir yükseltme yaptı.[1650][AlV ELI, 4500 to 6500 metreye kadar titanyum derinliğini artırdı ve 1991'de bu yükseltme işlemi başarıyla tamamladı.

Future Innovations ve Emerging Alloys

Metalurjik araştırma, titanyum performansı zorlamaya devam ediyor., artan molybdenum ve zirconium içeriği, ATI 425 (Ti-4Al-2.5V-1.5Fe), yüksek çözünürlükte ve korozyon direncini korurken yüksek performanslı sensörlerin entegrasyonu, bir gün daha büyük robotik zeminler için gelişmiştir.

[FONT:0]Titanium Metals Şirketi[[Dönetici: 1 ) ve diğer tedarikçiler deniz hizmeti için optimize edilmiş notlar geliştirmeye devam edecek ve tasarımdaki ilerlemelerle ilgili yeni beta alaşımları gelişmiş hidrojen direnci vaatleriyle geliştirebileceklerdir.