它山之石可以攻玉，了解鈦合金在美國等國外艦船應用有利于我國提高船艦的性能，對鈦合金在我國艦船上的應用起到借鑒作用。中國有色網。吸取其有益的經驗，促進鈦及鈦合金在我國艦船上的應用及研發工作。

鈦及鈦合金及其應用技術研發

美國國防部根據21世紀海軍新型艦船裝備與海軍陸戰隊的需要，正在開展一系列新材料及其應用技術項目的研發工作。

連接技術項目：美海軍在艦船和船廠使用了鈦和專用的鈦合金，研究開發了該類鈦合金的專用連接技術。中國有色網。大型復雜鈦及鈦合金結構件在采用標準產品制造時，為減少機加工量，提高材料利用率，降低該類產品制造成本，連接技術的采用是非常必要的。中國有色網。美陸軍制造技術項目VIII在通過改變現有工業設備的焊接波形來提高焊接速度方面已取得重大進展。中國有色網。目前，該項新技術開發成果已轉讓給美陸軍和承包商、工業與海軍部門。中國有色網。該項目后續將繼續通過開發自動焊接技術來提高焊接速度和焊接效率。中國有色網。該項工藝技術經全面評價考核合格后，將轉讓給美陸軍和其他國防系統部門。中國有色網。國防預研規劃局鈦焊接中小企業創新基金正在研究開發提高海軍鈦合金如Ti．5111焊接性能的低成本焊接技術。中國有色網。例如美海軍正在致力研究的熔劑焊芯，它在不需要惰性氣體保護的條件下能保護焊縫和新型填充焊絲，以此來增加Ti．5111合金焊縫的焊透深度，進而節省焊接時間和成本。

為了支持美國PLD17級艦上大量海水配管用鈦的焊接技術，美海軍制造技術項目XII正在開發能夠增加焊縫區熔透深度的高電阻焊劑。中國有色網。此外，為了開發在CVN21航空母艦上應用的鈦結構，美海軍正在船廠進行焊接項目XIII的研究。

海軍用新型Ti．5111鈦合金研制開發：20世紀80年代末期，由美海軍水面作戰中心與鈦金屬公司合作研制成比現有鈦合金強度更高、成本較低的Ti．5111(Ti－5A1．1V－1Sn－IZr－0．8Mo)鈦合金。中國有色網。由于它強度高、可焊性良好、耐海水應力腐蝕開裂能力強，將取代目前的Ti－6A1．4V ELI鈦合金。中國有色網。目前，Ti．5111合金已被加工成6~51mm厚度板材、棒材、條材、鍛件和鑄件。中國有色網。美國海軍水面作戰中心卡德洛克分部用鎢極氣保焊制成25．4mm和51mm厚度焊件，進行了激光錘擊試驗，并對焊件在海洋環境中的使用性能進行了全面評定。中國有色網。由于Ti－5111合金具有中等強度，并具備優良的韌性、室溫抗蠕變性能以及耐蝕性，是理想的緊固件材料，可滿足艇用緊固件的強度，以及高韌性、抗應力腐蝕開裂和抗室溫蠕變性能的要求。中國有色網。2002年，該合金首先在新型潛艇通信桅桿上作為商品投入使用，之后又擴大到美TBD轟炸機等結構件上應用。

鈦及鈦合金應用實例

在LPD17兩棲船塢運輸艦上的應用：20世紀90年代中期，美海軍決定在LPD17兩棲船塢運輸艦的2個主海水配管系統上使用了鈦，全壽命期節省成本可達1700萬美元。中國有色網。配管系統的建造是在船廠現場進行的。中國有色網。該艦的關鍵部位上層建筑區也大量使用了鈦，使其質量減輕約50％，大大提高了該艦的穩定性。中國有色網。此外，LPD17艦上約1000多個管件采用不同直徑的2級純鈦管，總長度達11000ft(≈3353m)以上。

為降低鈦材應用成本，美海軍開展了大量低成本鈦材應用技術研究工作。中國有色網。試驗驗證表明，在LPD17艦上可使用任何低成本鈦材。中國有色網。此外，美國國防部還設立專門低成本焊接技術項目，來降低鈦材的焊接成本。中國有色網。

在CVN21艦上的應用：質量和穩定性是CVN21艦設計的關鍵。中國有色網。為了適應航空母艦50年服役期內質量不增加的使用要求，初始設計質量必須保持最小。中國有色網。如果在船廠可以大范圍應用鈦制造技術的話，CVN21艦大量采用鈦建造結構件可實現減重達4000t。中國有色網。目前，美海軍制造技術計劃項目XIII正在試驗探索CVN21艦上可以改換成鈦建造的候選部件，主要包括消防配管系統、隔離門、升降機門、艙口和水密門、貯存艙和防護裝甲。中國有色網。主要結構部件諸如舷側凸體、島結構和飛行甲板應進行相關試驗檢驗。中國有色網。該項目將影響其國防部正在進行的所有鈦技術項目，并可顯著提高經濟效益，適于船廠應用的鈦制造技術的開發。中國有色網。這包括鈦適當應用部位的選擇，利用輕質材料優點的部件結構設計，降低材料成本（板材、棒材、鑄件和鍛件）以及開發經濟有效的焊接、彎曲和成型等制造工藝技術。

在濱海戰艦（LCS）上的應用：LCS是美國一種全新型戰艦，具備快速、敏捷和網絡化的特點。中國有色網。LCS的模塊專注使命設計，可為戰斗指揮官提供要求的作戰能力和適應性，以保證聯合力量的海上優勢。中國有色網。該型艦的沖擊速度達40~50kn，可進行超過3500mile（約5633km）的長距離運輸。中國有色網。根據航速和航程的要求，LCS必須要選擇輕質材料。中國有色網。而復合材料、鋁和鈦是殼體和所有結構部件考慮選用的主要材料。中國有色網。然而，在2005年開始LCS首艦的詳細設計和建造時，由于當時還沒有現成的低成本鈦，主要部件選擇鈦受到了限制。中國有色網。目前LCS承包商感興趣的是減輕質量，正在計劃用鈦代替泵、配管、煙囪、門和艙口等結構部件常規用材料。中國有色網。

鈦合金還需努力才能在艦船建造中成為重要的材料

目前，適合海洋環境使用的鈦和鈦合金種類有限，難以滿足海軍復雜的使用工況環境對材料性能的多樣化要求。中國有色網。另外，和傳統材料相比，鈦合金應用成本偏高，嚴重影響了美國在海軍上擴大鈦合金應用的進程。中國有色網。因此，根據不同使用工況環境要求，研發更多新型海軍用鈦合金牌號、增加海軍用鈦合金種類、降低成本、改進焊接材料與工藝仍是今后美海軍鈦合金應用的主要方向，也是其擴大鈦合金應用的前提。中國有色網。