Le matériau en titane GR1 (titane pur industriel TA1) a une valeur d'application importante dans les industries maritimes et de la construction navale en raison de son excellente résistance à la corrosion, de sa grande plasticité, de sa légèreté et de ses propriétés -magnétiques. Voici des cas d’utilisation typiques et une analyse technique :
Le matériau en titane GR1 est largement utilisé dans la fabrication de coques résistantes à la pression pour les équipements d'exploration en haute mer-. Par exemple, la coque résistante à la pression du submersible de recherche américain « Alvin » utilise une tôle d'alliage de titane GR1 d'une épaisseur de 49 mm, remplaçant le matériau d'origine en acier à haute résistance, ce qui augmente la profondeur de plongée de 2 000 mètres à 3 600 mètres. Sa résistance spécifique élevée et sa résistance à la corrosion par l'eau de mer garantissent la stabilité et la longue durée de vie de la coque dans des environnements à haute -pression. Le sous-marin nucléaire russe de classe « Typhoon » utilise également un alliage de titane pour fabriquer une coque à double-couche, qui combine des avantages non-magnétiques, résistants à la pression et furtifs.
Le matériau titane GR1 convient aux structures navales en raison de sa légèreté (densité 4,5 g/cm³) et de sa grande plasticité. Par exemple, le hors-bord compétitif fabriqué au Japon en 1985 utilise des plaques de titane pur d'une épaisseur de 4 mm et 2,5 mm respectivement pour sa coque et son pont. Le poids de la coque ne représente que 90 % de celui de l'alliage d'aluminium, tandis que la vitesse est augmentée de 15 %. La surface du matériau en titane ne nécessite pas de revêtement antirouille, ce qui réduit encore le poids et les coûts de maintenance. Le brise-glace nucléaire russe « Arctic » utilise des générateurs de vapeur en titane et fonctionne en toute sécurité depuis plus de 40 ans sans aucun dommage dû à la corrosion.
3. Canalisation d'eau de mer et système de refroidissement
Dans le système de canalisations d'eau de mer des navires, le titane GR1 est devenu un substitut idéal aux alliages de cuivre en raison de son immunité naturelle à l'érosion et à la corrosion par l'eau de mer. Le navire de transport amphibie américain de classe « San Antonio » (LPD-17) utilise l'alliage de titane GR1 pour fabriquer le système de pipelines maritimes, ce qui réduit le poids de 50 % par rapport à l'alliage cuivre-nickel traditionnel, prolonge la durée de vie complète de 7 ans à 40 ans et permet d'économiser des coûts de maintenance de 17 millions de dollars. Sur les navires hybrides de la Garde côtière japonaise, les tuyaux de refroidissement des gaz d'échappement et les tuyaux de refroidissement du moteur en titane améliorent considérablement l'efficacité du système et réduisent la fréquence de maintenance.
4. Appareils acoustiques et équipements électroniques
Les caractéristiques non-magnétiques et de faible impédance acoustique du titane GR1 le rendent adapté aux appareils acoustiques tels que le sonar. Par exemple, la coque du sonar en alliage de titane peut éviter les interférences du champ magnétique et améliorer la précision de détection ; L'antenne de communication à haut débit des sous-marins américains est fabriquée en alliage de titane Ti-5111 (optimisé sur la base du GR1), qui maintient une résistance élevée et une résistance à la corrosion dans les environnements marins difficiles. Il a été équipé sur 30 sous-marins. De plus, les dissipateurs thermiques en titane et les boîtiers d'appareils électroniques peuvent garantir la stabilité des systèmes électroniques des navires dans des environnements de brouillard salin.
La résistance anti-cavitation et à la fatigue des hélices en alliage de titane est supérieure à celle des alliages de cuivre traditionnels. L'hélice de l'hydroptère américain "Plainview" est en alliage Ti-6Al-4V (appartenant à la série industrielle de titane pur avec GR1), ce qui réduit le poids de 337 kg et prolonge la durée de vie de 5 fois. Après le passage à l'alliage de titane pour le système de propulsion à jet d'eau du torpilleur japonais PT-10, une réduction de poids de 600 kg a été obtenue tout en améliorant l'efficacité de la propulsion.
Défis techniques et perspectives
Bien que le coût initial du matériau en titane GR1 soit relativement élevé, son économie sur l’ensemble de son cycle de vie est significative. À l'avenir, il sera nécessaire d'optimiser davantage les processus de soudage (tels que le soudage à l'arc sous argon et fil chaud à grande vitesse) pour réduire les coûts de fabrication et résoudre le problème des organismes marins adhérant facilement à la surface des matériaux en titane. Avec le développement de l'exploration en haute mer-et des navires verts, l'application potentielle du matériau de titane GR1 dans les navires polaires, les équipements pétroliers et gaziers en haute mer-et d'autres domaines sera encore libérée.