21世纪被称为海洋的世纪。海洋空间与资源不仅已成为世界军事和经济竞争日趋强烈的沉要领域，并且将成为人类赖以生计、社会借以发展、濒海国度持续安泰兴盛的战术空间和基地。鉴此，各濒海国度，出格是水师强国，均在以海权建设为主题，为加强节造海洋、守护海洋权利和国土齐全的综合治海能力与开发利用海洋空间的能力而大力发展水师设备、海洋安全保险设备和海洋工程设备。

海洋工程用资料，要求必须有高强度、耐海水热液侵蚀、抗硫化侵蚀、抗微生物附着、高韧性等特点。而钛金属质轻、高强、耐蚀，出格对盐水或海水和海洋大气环境的侵蚀有免疫能力，是优质轻型结构资料，被称为“海洋金属”，是沉要的战术金属资料。钛金属在海洋工程中拥有宽泛的用处，出格适于做轻型海工设备，是海洋工程领域的新型关键资料之一，因而，充分利用海洋资料——钛脊合金，将有助于国度海洋战术的发展。

一、钛适合海洋环境的个性

1、密度幼、强度高、比强度大

钛的密度是4.5lg/cm³，为钢的57％，钛比沉不到铝的两倍，强度是铝3倍。钛的比强度是常用工业合金中最大的。高比强度可推进海工设备的幼型化、轻量化，可增长潜艇的航速、浮力和机动性，增长深潜器的下潜深度和有效载荷，因而，钛是海洋工程必不成少的关键结构资料。

2、耐蚀机能优异

钛是目前已知资猜中抗常温海水侵蚀机能最好的资料，即便在传染的海水、热海水(低于120℃)、海泥、流动海水中均拥有优良的耐蚀性。其优异的耐蚀性是由于它拥有很好的自钝化性，当受到某种水平的粉碎时，表表氧化膜或钝化膜能够很快自行建复和复原。也就是说，在海洋中，钛险些是不成侵蚀的，钛表表有一层附着力强而坚韧的氧化膜，故耐蚀性超过其他金属。

在抗侵蚀设备设计中，可大幅度削减承载结构件厚良方向的侵蚀裕量，大大节约建造资料；抗侵蚀设备可与主体进行同寿命设计，削减守护频次，大大降低守护用度，还可提升设备服役能力；钛造设备在海洋中使用时无需徐层；，简化了造作工艺，缩短了工期，降低了造作成本。

3、耐海水冲蚀侵蚀和气蚀

大部门资料都存在临界速度，超过此速度表表氧化膜就会被冲刷掉而使侵蚀加快产生。这种加快侵蚀就是冲蚀侵蚀。

钛管路的耐冲刷侵蚀能力远高于铜及铜合金管，钛在海水里的临界速度大于27米／秒。多种冲蚀侵蚀试验批注钛耐这种侵蚀的能力极度强。钛允许选取较幼的管径、较薄的管壁和较高的流速造作管路系统，实现设备幼型化、轻量化。同时，耐气蚀尝试批注，钛是最耐气蚀粉碎的金属之一。

4、抗冲击机能高

钛脊合金的抗冲击机能最佳，这有利于海工设备招架波浪周期性冲击的能力，提高设备的安全靠得住性。

5、无磁

钛无磁性，极度适合用于必须将电磁波滋扰削减到最幼的处所。用于潜艇，可极大限度地降低潜艇的磁性物理场效应，从而削减其被反潜飞机磁探仪发现的可能；对于钛造船舶、舰艇可增长荫蔽性，预防受到磁性水雷的攻击。用于潜艇壳体，不会引起水雷的爆炸。同时，还有利于提高探测仪器及工具的抗磁滋扰能力，保障信号的正确性。

6、高透声系数

钛用做潜艇和航母的声呐导流罩资料，可提高设备的声呐探测活络度和探测距离，提高设备的效力与安全靠得住性。

7、良好的加工机能

钛金属机械加工机能好，可造成各类状态、各类规格的实用工程资料，蕴含板、棒、管、丝、带、箔、锻件、铸件、焊件等；绝大无数钛及其合金拥有优良的可焊性，焊缝强度系数可达0.9以上；钛金属焊后很少产生延长裂纹，其设备通常无需焊后热处置，有利于船舶和海洋工程等大型工程设备的建造。

8、绿色循环利用

钛金属制品在海洋环境中的使用寿命长，报废后经崩溃回炉，可加工成较低级此外钛合金资料使用，且其沉量损失极少，回收率高。钛的综合力学机能工业纯钛，属于低强度级别金属领域，通过增长合金元素Al、Sn、Mo、Zr等元素实现高强度化。纯钛的抗拉强度为240MPa～580MPa，通常钛合金为685MPa～1180MPa，目前最高可达1760MPa。钛和钛合金的压缩强度不低于其抗拉强度。丁业纯钛的压缩屈服强度和拉伸屈服强度大体相称，而TC4(Ti-6A1-4V)和TA7(Ti-5A1-2.5Sn)压缩强度比拉伸强度稍高。钛和钛合金薄板的承压屈服强度约莫是抗拉强度的1.2～2.0倍。在正常大气空气下，经加工和退火迪胙和钛合金的悠久极限为(0.5～0.65)倍抗拉强度。在缺口状态(Kt=3.9)进行一干万次委顿试验时，退火TC4钛合金的悠久极限为0.2倍抗拉强度。钛合金的比弹性模量与铝合金的相称，仅次于铍、钼和某些高温合金。

很多钛合金拥有很高的断裂韧性，或者说，钛合金抗裂纹扩大的能力很好。退火状态的TC4就是一种韧性极好的资料，当缺口集中系数Kt=25.4mm时，缺口拉伸强杜纂非缺口拉伸强度之比大于1。

通常工业钛合金在540℃下能维吃熹有效的机能，但仅能供短功夫利用，长功夫使用的温度领域为450～480℃。钛和钛合金在低和善超低温下仍能维吃熹原有的肯定的机械机能。随着温度的降低，钛和钛合金的强度不休增长，而延性逐步变差。很多退火迪胙合金在-195．5℃低温下还拥有足够使用的延性和断裂韧性。含间隙元素特低的TA7可在-252.7℃温度下使用。

二、钛金属在海洋方面的利用

1、深海潜水器

第一艘载人深潜器为“曲斯特I”号。1960年1月23日，美国人在太平洋马里亚纳海沟下潜深度为10916m，创造了人类深潜的汗青。法国1985年研造的“鹦鹉螺”号潜水器最大下潜深度可达6000m。俄罗斯是世界上占有载人潜水器最多的国度，比力驰名的是1987年建成的“和平I(MIR)”和“和平II(MIR)”号两艘6000m级潜水器。日本1989年建成的下潜深度6500m的“深海6500”潜水器，水下作业8h。

中国“蛟龙号载人深潜器”，最大下潜深度7000米，2002年建造，已实现热液取样、生物采集、海底布放等多项深？瓶枷钅。2012年6月24日，蛟龙号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的汗青纪录，初次突破7000米，最深达到7020米海底。这意味着蛟龙号已经成为世界高低潜能力最深的作业型载人潜水器，可在占世界海洋面积99．8％的辽阔海域自由行动。

宝钛集团承担的国度高技术钻研发展打算(863打算)海洋技术领域沉点科研项目4500米载人潜水器TC4载人球壳预研已得到成功，研造出了潜水器钛合金载人舱1套，并把握了拥有齐全自主知识产权的4500米载人潜水器载人舱耐压球壳的建造技术，从而实现钛合金载人球壳的国产化。

2、海洋能源开发利用

据结合国教科文组织出版物估计，全世界海洋能总量为766亿kW。海滨电站和核电站中凝汽器是沉要大型设备，冷却介质是海水。传统使用钢及铜合金资料造作，但抗海水侵蚀性差，使用寿命短。在海水中，出格是传染海水的作用下，铜合金凝汽器容易产生点蚀、孔蚀、应力侵蚀和委顿侵蚀景象，导致设备泄漏，造成沉大经济损失。国内表实际证明，电站的凝汽器和热互换器选取钛材是最相宜的。

全世界电站装机总容量约2X10MW，火电站和水电站约5000多座，选取钛凝汽器约占3％～4％，核电站380多座，选取钛凝汽器约占30％，欧、美、日本等国电站都普遍使用钛凝汽器。我国衡阳电厂、镇海发电厂、秦山核电站、大亚湾核电站等均选取了全钛凝汽器。

滨海电站用钛凝汽器拥有较多的优越性：能够当场利用海水作冷却介质；耐蚀性好，寿命长；热互换效能高、经济效益好；安全机能高、削减停电检建功夫、出产效能高档。

3、潜艇

俄罗斯在建造全钛核潜艇钻研和造作技术上处于国际当先职位，也是用钛合金最先建造耐压壳体的国度。从20世纪60年至8O年代，前苏联出产了一系列钛造潜艇，蕴含6艘“阿尔法”级核潜艇，每艘用钛约3000t。6艘“台风”级核潜艇， 既轻又快，机动机能优良。其钟装台风”级核潜艇，占有钛金属造作的表壳，其双层表壳共用钛9000t，使其拥有了无磁性、下潜深、航速快、噪音幼、维建次数少蹬着点，其在俄罗斯军事防御工程中拥有举足轻沉的职位。

4、深？占湔

深海移动空间站将重要用于进行海洋科学索求，被喻为海洋里的“天宫一号”。从上世纪60年代起，美国和前苏联都陆续美满了深？占湔鞠低。2000年，俄罗斯颁布了本国深？占湔镜拿裼媒ㄉ，其针对性很单一，重要针对北冰洋的石油开采。我国于上世纪90年代提出深？占湔镜母畔，旨在和平开发和利用海洋资源。已经建成的深？占湔臼匝橥Ш驮诮ㄉ璧挠仔蜕詈Ｒ贫ぷ髡径际俏夜灾餮蟹⒌。深？占湔镜某闪⒍祭氩豢鸭国押辖鸸丶柿系闹С。

5、海水淡化

随着人们对蒸馏淡扮装置侵蚀法规和钛材优越性意识的逐步提高，海水淡扮装置传热管选材出现了显著的变动，拥有优异耐蚀性迪胙材传热管利用越来越宽泛。对钛材的商标来讲，利用最广的是工业纯钛TA1(Gr1)、TA2(Gr2)，温度较高的海水加热器使用TA9(Gr7，Ti-Pd)、TA10(Gr12，Ti-0.3Mo-0.7Ni)，两商标拥有更优异的抗侵蚀能力。

海水淡化设备使用最多的是钛焊管，重要用于加热器、冷凝器、蒸馏器、蒸发器、热互换器等，它不仅能够节俭成本，并且能够提高热互换系数。

宝钛集团有限公司由德国引进的3150吨挤压机、1000吨穿孔机以及各类型号的轧管机系列设备，形成了年产2000t以上的无缝管材出产线；与法国ValtimeSAS和美国TimetAsia，lnc等企业合伙组建的西安宝钛美特法力诺焊管有限公司，形成两条先进迪胙焊管出产线，年产能达800～1000t。由德国引进的MB22一Tl型二十辊冷轧机以脊脊合金带材专用处置线，组成了国内第一条专业迪胙带出产线，年产能达到10000t，代表国内钛带卷出产的最高水平，(0.3～4.75)×(600～1370)×Lmm产品品质达到国表一致产品水平。西安宝钛美特法力诺焊管有限公司出产迪胙焊管已用于国内首钢京唐海水淡化等工程项目。这为我国海水淡化设备用焊管国产化打下了优良的基础，必将推动钛材在我国海水淡化产业的宽泛利用。

结语

21世纪人类进入了开发利用海洋的新时期，国际间以开发和占有海洋资源为主题的海洋维权之争愈演愈烈。大量事实批注，海洋科技已进入全球科技竞争的前沿，并或为国度间综合实力较量的焦点之一。海洋科技的发展离不开钛脊合金资料，而宝钛集团有限公司现已发展成为中国最大、实力最雄厚、系统最齐全的以钛脊合金为主的罕见金属资料专业化科研出产基地，是我国钛工业的摇篮和旗号，是中国钛、锆国标、军标、行规的造订者，代表着我国钛材加工技术的最高水平，是“中国钛谷”和“国度高技术新资料产业基地”的龙头企业。因而，占有国度级“企业技术中心”、」脊合金国际科技合作基地”、“陕西省钛锆镍工程技术钻研中心”、“博士后科研工作站”、“陕西省院士专家工作站”的宝钛集团有限公司，与海洋工程设计部门、利用钻研部门以及中科院金属钻研所、北京有色金属钻研院、哈尔滨工业大学等科研院所缜密合作，依附现有的设备、技术和人才优势，在资料研发方面，美满海洋用钛合金系统，在大规格、高机能钛脊合金板、棒、管、锻件、铸件等方面解除技术瓶颈，实现工程化突破，为造取先进海工钛设备打下坚实基；同时要在舰船与深潜器用钛、海上油气开选取钛，海水淡化及热互换及新能源开发用钛四大领域内利用获得沉大技术突破，致力抢占海洋工程用钛的技术造高点；总之，宝钛集团有限公司以发展海洋工程关键、瓶颈钛加工技术为研发沉点，加强基础性关键技术攻关，提高自主创新能力，获取拥有自主知识产权的海洋工程钛资料技术和产品，尽快缩短与国际先进水平的差距，积极推动海洋工程用钛的大发展。

(作者单元：宝钛集团有限公司)

参考文件：

[1] 中国工程院中国海洋工程与科技发展战术[M]北京：高档教育出版社，2013

[2] 中国科学院海洋领域战术钻研组中国至2050年海洋科技发展路线图[M]北京：科学教育出版社。2009

[3] 邹武坠手册[M]北京：冶金工业出版社，2012：67—69

[4] 中国石油大学工业出版社，2011

[5] 朱祖芳有色金属侵蚀性及其利用[M]北京：化学工业出版社。1995：75—91

[6] 王镐，李献军钛在海洋工程利用新进展[J]中国金属传递，2013(4)：20—21

[7] 李献军，王镐，马忠贤钛在舰船领域的利用及远景[J]世界有色金属，2O13(8)：24—27

[8] 阮国岭海水淡化工程设计[M]北京：中国电力出版社，2013：253—254

[9 ] 奠畏钛[M ]北 京：冶金工业出版社，2008:980-982.

作者简介

邹武装男汉族，1963年6月生陕西平利人，1988年5月入党，1983年8月参与工作西安交通大学EMBA高级工商治理专毕业，硕士钻研生，教授级高级工程师。现任宝钛集团有限公司总经理、宝鸡钛业股份有限公司董事长、中国有色金属工业协会钛锆铪分会长。2010年，被中共宝鸡市委、宝鸡市人民敌灾授予2009年度沉大项目“出格贡献奖”。2012年，被中共陕西省委、陕西省人民敌灾授予“陕西省劳动圭表”称号。