鈦材是海洋環(huán)境中最理想的材料，使用鈦材可使海軍艦船及裝備大大提高戰(zhàn)斗力、降低維護(hù)成本、延長(zhǎng)使用壽命、提高隱蔽性。俄、美、中國(guó)海軍已將鈦材廣泛應(yīng)用于深潛器、水下潛艇、水面艦艇、艦船等裝備的耐壓殼體、海水管路系統(tǒng)、上層建筑及其他部件等。

  耐壓殼體

  國(guó)內(nèi)外深潛器載人球殼選用鈦材牌號(hào)主要有 Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4VELI(對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)牌號(hào) TC4、 TC4ELI)。很多深潛器載人球殼前期選用鋼材，但后期都采用鈦材替代，既可以減輕重量，增加下潛深度，又可以提高使用壽命。例如：①美國(guó) Alvin 深潛器，1964 年建造時(shí)采用的是 HYl00 高強(qiáng)鋼 (板厚 33.8 mm)，下潛深度為 2000 m，1973 年改建時(shí)將耐壓殼體換成鈦合金 (板厚 49 mm)，下潛深度增加到 3600 m，其輔助箱及高壓氣器也采用 Ti-6Al-4VELI；②日本的“深海 2000”載人球殼采用鋼材制備，后續(xù)在建造“深海 6500”時(shí)選用鈦材制備載人球殼以增加下潛深度。

   在潛艇耐壓殼體應(yīng)用方面，俄羅斯最早選用鈦材，是目前世界上使用鈦材制造耐壓殼體技術(shù)最先進(jìn)最成熟的國(guó)家，其全鈦核潛艇制造選用的惟一的鈦材牌號(hào)為 IIT-3B 鈦合金 (對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)牌號(hào) TA17)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在建造潛艇時(shí)也更青睞于選用鈦材，牌號(hào)主要集中于 TA17、TC4、TC4ELI、TC11、純鈦等。

       除此之外，目前許多國(guó)家都正在建造大深度載人潛水器和大深度全鈦武器裝備。國(guó)內(nèi)建造的“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器已于 2020 年 11 月 10 日成功挑戰(zhàn)全球海洋最深處——馬里亞納海溝，深度達(dá) 10909 m，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人的深海夢(mèng)，該深潛器的載人球殼材料為高強(qiáng)高韌損傷容限型鈦合金，由寶鈦股份制造；國(guó)內(nèi)已開(kāi)始建造全鈦的大深度裝備。

       海水管路系統(tǒng)

      海水管路系統(tǒng)復(fù)雜、通徑規(guī)格多，所選材料要求具有耐海水腐蝕、強(qiáng)度高、疲勞性能好等特點(diǎn)，鈦材均可滿足，采用鈦合金制造的管道較傳統(tǒng)材料(碳鋼、不銹鋼、銅合金) 優(yōu)勢(shì)顯著。

(1) 提高服役壽命，與艦船本體同壽命。俄羅斯對(duì)比研究了傳統(tǒng)材料和鈦材制造的管道系統(tǒng)服役壽命。結(jié)果表明，鈦材與艦船同壽命，只需投入一次，且在使用過(guò)程中僅需簡(jiǎn)單維護(hù)即可；傳統(tǒng)材料服役期限約 2~10 a，服役期內(nèi)必須定期維修，甚至更換，尤其是在高速推動(dòng)環(huán)境作用下，各種接頭均會(huì)產(chǎn)生局部腐蝕。美國(guó)海軍艦船應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示，鈦制管系壽命為 40 a，銅鎳合金管系壽命只有 6~8 a。

   國(guó)內(nèi)開(kāi)展了采用“鈦合金”替代“銅合金”制造海水管路系統(tǒng)的驗(yàn)證考核試驗(yàn)，寶鈦提供的 TA2 鈦無(wú)縫管材、配套管件和鈦法蘭在整套試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行近 3a 后，拆解檢驗(yàn)管路及配套材料，均未發(fā)現(xiàn)有裂紋、孔洞和腐蝕等異常情況。

   (2) 降低成本。采用鈦合金部件，雖一次投入成本較高，但一次投入即可滿足全壽命使用，使用過(guò)程中僅需簡(jiǎn)單維護(hù)保養(yǎng)，大量節(jié)省維修和維護(hù)費(fèi)用。美海軍艦船熱交換器用的銅鎳合金管每年大約需更換 97 km，而在LPD17 兩棲船塢運(yùn)輸艦的 2 個(gè)主海水配管系統(tǒng)上選用了 Gr.2 純鈦管材，約 1000 多個(gè)管件，總長(zhǎng)度 3350 m 以上，全壽命期節(jié)省成本達(dá) 1700 萬(wàn)美元。綜上所述，鈦材在管路系統(tǒng)的使用，既可以減重、又可以實(shí)現(xiàn)與本體同壽命，同時(shí)，降低成本。近幾年，國(guó)內(nèi)已在 022 艇等多型號(hào)海洋裝備上批量應(yīng)用。

      上層建筑

      目前，在國(guó)內(nèi)艦船上層建筑中也已有鈦材應(yīng)用實(shí)例，如：桅桿用 Ti70(TA23)、雷達(dá)天線用 TA5 和 TA7 棒材、機(jī)庫(kù)蒙皮和框架結(jié)構(gòu)用 TA2 和 TA5 板材。美海軍在 LPD17 兩棲船塢運(yùn)輸艦的關(guān)鍵部位上層建筑區(qū)也大量使用了鈦，使其質(zhì)量減輕約 50%，大大提高了該艦的穩(wěn)定性。

       其他領(lǐng)域應(yīng)用

       除上述耐壓殼體、管路系統(tǒng)和上層建筑大量用鈦材外，國(guó)內(nèi)外海洋裝備上還有其他部件也有用鈦。