Il materiale di titanio GR1 (titanium puro industriale TA1) ha un importante valore di applicazione nelle industrie marine e di costruzione navale grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione, ad alta plasticità, proprietà leggera e non magnetica. I seguenti sono casi d'uso tipici e analisi tecniche:
Il materiale di titanio GR1 è ampiamente utilizzato nella produzione di gusci resistenti alla pressione per le attrezzature di esplorazione di acque profonde. Ad esempio, il guscio resistente alla pressione dell'American "Alvin" Research Submersible utilizza la foglio in lega di titanio GR1 con uno spessore di 49 mm, sostituendo il materiale in acciaio ad alta resistenza originale, che aumenta la profondità di immersione da 2000 metri a 3600 metri. La sua elevata resistenza specifica e la resistenza alla corrosione dell'acqua di mare assicurano la stabilità e la lunga durata del guscio in ambienti ad alta pressione. Il sottomarino nucleare "Typhoon" russo utilizza anche la lega di titanio per produrre un guscio a doppio strato, che combina vantaggi non magnetici, resistenti alla pressione e invisibile.
Il materiale di titanio GR1 è adatto per le strutture delle navi a causa del suo leggero (densità 4,5 g\/cm ³) e alta plasticità. Ad esempio, il motoscafo competitivo prodotto in Giappone nel 1985 utilizza piastre di titanio puro con uno spessore di 4 mm e 2,5 mm per il suo scafo e il suo ponte, rispettivamente. Il peso dello scafo è solo il 90% di quello della lega di alluminio, mentre la velocità è aumentata del 15%. La superficie del materiale in titanio non richiede un rivestimento antiruggine, riducendo ulteriormente il peso e abbassando i costi di manutenzione. Il rompighiaccio nucleare russo "Arctic" utilizza generatori di vapore in titanio e ha funzionato in sicurezza per oltre 40 anni senza danni alla corrosione.
3. Pipeline dell'acqua di mare e sistema di raffreddamento
Nel sistema di condotte dell'acqua di mare delle navi, il materiale di titanio GR1 è diventato un sostituto ideale per le leghe di rame grazie alla sua naturale immunità all'erosione e alla corrosione dell'acqua di mare. La nave di trasporto anfibia di classe "San Antonio" statunitense (LPD -17) utilizza la lega di titanio GR1 per produrre il sistema di pipeline del mare, che riduce il peso del 50% rispetto alla tradizionale lega di nichel in rame, estende la vita completa da 7 anni a 40 anni e consente di risparmiare costi di manutenzione di $ 17 milioni. Nelle navi ibride della Guardia Costiera Giappone, i tubi di raffreddamento di scarico di scarico in titanio e i tubi di raffreddamento del motore migliorano significativamente l'efficienza del sistema e riducono la frequenza di manutenzione.
4. Dispositivi acustici e apparecchiature elettroniche
Le caratteristiche di impedenza acustica non magnetica e bassa del titanio GR1 lo rendono adatto a dispositivi acustici come il sonar. Ad esempio, il guscio del sonar in lega di titanio può evitare l'interferenza del campo magnetico e migliorare l'accuratezza del rilevamento; L'antenna di comunicazione ad alta velocità di dati dei sottomarini americani è realizzata con TI -5111 in lega di titanio (ottimizzata in base a GR1), che mantiene un'elevata resistenza e resistenza alla corrosione in ambienti marini aspri. È stato attrezzato su 30 sottomarini. Inoltre, i dissipatori di calore in titanio e gli involucri di dispositivi elettronici possono garantire la stabilità dei sistemi elettronici della nave in ambienti di spruzzatura salina.
La resistenza antivitazione e alla fatica delle eliche in lega di titanio sono superiori alle tradizionali leghe di rame. L'elica dell'imbarcazione dell'idroalocchione americano "Plainview" è realizzato con TI -6 al -4 V Lega (appartenente alla serie di titanio puro industriale con GR1), che riduce il peso di 337 kg e estende la vita di servizio di 5 volte. Dopo essere passati alla lega di titanio per il sistema di propulsione del getto d'acqua della barca siluro PT -10} del Giappone, è stata raggiunta una riduzione del peso di 600 kg migliorando l'efficienza della propulsione.
Sfide tecniche e prospettive
Sebbene il costo iniziale del materiale di titanio GR1 sia relativamente elevato, la sua economia del ciclo di vita pieno è significativa. In futuro, è necessario ottimizzare ulteriormente i processi di saldatura (come la saldatura ad arco Arg di argon a filo caldo ad alta velocità) per ridurre i costi di produzione e risolvere il problema degli organismi marini che aderiscono facilmente alla superficie dei materiali in titanio. Con lo sviluppo di esplorazioni di acque profonde e navi verdi, la potenziale applicazione del materiale di titanio GR1 nelle navi polari, le attrezzature di petrolio e gas profonde e altri campi verranno ulteriormente rilasciate.