鈦及鈦合金廣泛應(yīng)用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船、掃雷艇，以及螺旋槳推進(jìn)器、鞭狀天線、海水管路、冷凝器、熱交換器、聲學(xué)裝置、消防設(shè)備上。

鈦制耐壓殼體主要用在深海潛水器上，國內(nèi)外都在不同程度上用鈦的耐壓殼體。如美國的“海崖”號深潛器裝備了鈦觀察艙和操縱艙，下潛深度可達(dá)6100m。國內(nèi)在深潛器技術(shù)方面也取得了很大的成績，我國自主設(shè)計(jì)的“蛟龍”號深潛器下潛深度已經(jīng)超過5000m。但在大型潛艇上大量用鈦的只有俄羅斯，其制造的6艘“臺(tái)風(fēng)”核潛艇，主要合金有工業(yè)純鈦、Ti64、Ti64ELI、Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo、Ti-3Al-2.5V、IIT-3B、IIT-7M等。

01 核潛艇

俄羅斯在鈦合金核潛艇研究和制造技術(shù)上處于國際領(lǐng)先地位，也是最先用鈦合金建造耐壓殼體的國家。高峰時(shí)期，潛艇用鈦合金厚板和管材的年產(chǎn)量曾達(dá)萬噸，占鈦合金加工材年產(chǎn)量的30%~50%。從20世紀(jì)60年代起，俄羅斯研制的核潛艇已有4代，世界第一艘K162號全鈦核潛艇于1968年12月下水，已運(yùn)行了30多年，到過各大洋，經(jīng)受了不同載荷和環(huán)境，從未出現(xiàn)過任何事故。俄羅斯于1970年建造第一艘“ALFA”級核潛艇，20世紀(jì)七八十年代又相繼造了6艘，每艘用鈦約3000t，最大下潛深度914m，既輕又快，機(jī)動(dòng)性能良好。鈦在船舶上使用的典型例子是俄羅斯臺(tái)風(fēng)級核潛艇，它擁有鈦金屬制造的外殼，因軍事需要，采用雙殼結(jié)構(gòu)，其雙層外殼共用鈦9000t，使其具有了無磁性、下潛深、航速快、噪聲小、維修次數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)。艇長172.8m，最大寬度23.3m，高度42.7m，水上排水量232001，下潛排水量33800t，潛行速度為每小時(shí)50km，最大下潛深度500m，持續(xù)潛航時(shí)間達(dá)到120天。該艇于1977年開工建造，1981年服役，在俄羅斯海軍中具有舉足輕重的地位。

02 全鈦船

1985年，日本東邦鈦公司與藤新造船所共同建造了“摩利支天Ⅱ號”全鈦制快艇，一段時(shí)間內(nèi)在美國很暢銷。1997年，日生工業(yè)公司制造的“泰坦快速號”快艇下水就航，船長約12m，船體形狀是漂亮的三次元曲線，可最大減少航行阻力。江藤造船所分別于1998年和1999年制造了“第二朝日丸”和“昭丸”號兩艘全鈦船，優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、速度快、發(fā)動(dòng)機(jī)小、燃料費(fèi)用少、二氧化碳排量少、不需要表面涂層、附著物易清理等，缺點(diǎn)是材料成本高、加工制造技術(shù)難度大、保護(hù)要求嚴(yán)。試船的結(jié)果顯示船速穩(wěn)定性振動(dòng)和噪聲等性能都很好。

03 深潛器、救援艇，艦船部件

美國、日本、法國先后都建造了深潛器，采用鈦和鈦合金制造耐壓殼體。其中，Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo合金用于制造美國Aivin號、Sea-Clifi號深潛器的殼體；Ti-6Al-4V ELI合金用于法國SM97號、美國Aivin號的浮力球、日本“深海2000”號、美國海軍深海救援艇(DSRV)的殼體、浮力球等。

04 “蛟龍”號潛水器

我國首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成的載人潛水器“蛟龍”號見圖2-1。2010年7月完成3759m海試，于2011年8月1日“蛟龍?zhí)?rdquo;在深度5180m的位置正式開始此次海底作業(yè)工作。這個(gè)下潛深度意味著“蛟龍”號可以到達(dá)全球超過70%的海底。“蛟龍”號設(shè)計(jì)深度為世界第一的7000m，預(yù)計(jì)2012年將進(jìn)行7000m級海試。工作范圍覆蓋全球海洋區(qū)域的99.8%。我國載人深潛計(jì)劃目前正在穩(wěn)步推進(jìn)。深潛器是海洋技術(shù)開發(fā)的制高點(diǎn)，與載人航天工程類似，體現(xiàn)著一個(gè)國家的綜合技術(shù)實(shí)力，深海載人潛水器活動(dòng)范圍遍及大陸坡、海山頂、火山口、洋脊以及洋底，在地球化學(xué)、地球物理和海洋生物等方面取得了大量研究成果。

05 聲吶導(dǎo)流罩

鈦合金聲吶導(dǎo)流罩綜合性能優(yōu)越，被應(yīng)用于俄羅斯“庫爾斯克號”、“明斯克”、“基輔”號等艦艇的聲吶系統(tǒng)中。根據(jù)水下、水面應(yīng)用的要求不同，目前我國海軍在役艦艇聲吶導(dǎo)流罩所選用的殼板透聲材料基本有兩種，一種是不銹鋼，另一種是纖維增強(qiáng)的玻璃鋼。“九五”期間我國開展了鈦合金在艦船聲吶導(dǎo)流罩上的應(yīng)用研究工作。

06 螺旋槳

螺旋槳材料要求強(qiáng)度高，在海水介質(zhì)中疲勞性能好、耐沖刷和空泡腐蝕，鈦合金可滿足上述綜合性能要求。美國海軍首先在水翼艇上使用直徑為1500mm、四葉可拆式超空泡鈦合金螺旋槳。我國于1972年研制成水翼快艇螺旋槳，至今已生產(chǎn)直徑為450~1100mm各類鈦合金螺旋槳，最大可生產(chǎn)直徑為1200mm，質(zhì)量達(dá)130kg的固定鈦合金螺旋槳。長期使用表明，鈦合金螺旋槳使用壽命超過銅合金螺旋槳的5倍以上。

07 艦船泵、閥及管系

艦艇上的泵、閥及管子，由于工作條件非常惡劣，使用銅、不銹鋼制造的管路只有2~5年壽命，更換后鈦合金效果良好，適用于高流速的動(dòng)海水管路。俄羅斯的艦船管路的壽命標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三個(gè)年限要求，即第一次進(jìn)船塢維修的期限(8~9年)；服役壽命應(yīng)不少于15年；全壽命要求所有等級艦船應(yīng)在25~30年期間可靠運(yùn)行。

08 原子動(dòng)力船

俄羅斯使用鈦合金代替不銹鋼制造艦船的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)、熱交換器、冷卻器，克服了腐蝕破壞。俄羅斯現(xiàn)有原子動(dòng)力破冰船的動(dòng)力裝置廣泛使用鈦制蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。使用鈦合金可使其發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命延長數(shù)十倍以上，見表2-27。

表2-27 俄羅斯原子動(dòng)力破冰船鈦制蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)使用情況