De l'acer al titani: com millora la innovació material els portaavions gegants?

Els portaavions són el nucli de les marines modernes i un símbol de la força nacional. Tot i que la innovació dels materials per a les seves superestructures no és conspicua, determina directament l'eficàcia del combat, la supervivència i el potencial de desenvolupament. L'evolució dels materials de la superestructura del transport, des de l'acer al carboni a la Segona Guerra Mundial i l'acer especial HY a la Guerra Freda fins a l'aplicació-a gran escala dealiatges de titani avui, és una història de la humanitat desafiant els límits materials i competint per l'hegemonia marítima.

 

 

1. Acer de coberta especial: la "espina dorsal d'acer" dels portaavions

La coberta de vol d'un portaavions ha de suportar simultàniament l'impacte dels aterratges d'aeronaus basats en el portaavions{0}}, l'escalfament de les flames d'escapament del motor de 1.500 graus, la corrosió de l'aigua de mar i els atacs de guerra. La classe Nimitz- dels EUA utilitza acer HSLA-100 amb un límit elàstic de 690 MPa, i la classe Ford s'actualitza a l'acer HSLA-115, que és un 10% més lleuger. L'acer de coberta equivalent desenvolupat de manera independent a la Xina s'ha aplicat amb èxit als portaavions Liaoning, Shandong i Fujian.

 

2. Les limitacions de l'acer tradicional fan que la "crisi del pes" sigui el coll d'ampolla bàsic del desenvolupament del transportista

L'acer de la coberta de vol del transportista nord-americà de classe Ford{0}}per sol pesa 7.500 tones, equivalent a un destructor tipus 052D, i el pes total amb càrregues a la coberta és de prop de 10.000 tones. Aquest pes es concentra al punt més alt del casc, augmentant seriosament el centre de gravetat i afectant l'estabilitat del vaixell i la seguretat de l'enlairament i l'aterratge de l'avió-basat en portaavions. Si els futurs transportistes arriben a 150.000-180.000 tones, el pes mort de la coberta de vol superarà les 15.000 tones, possiblement superant el límit d'estabilitat. També augmentarà la càrrega del sistema elèctric i reduirà la velocitat i la maniobrabilitat.

 

 

1. Conegut com "Space Metal" i "Marine Metal"

L'aliatge de titani és un material ideal per resoldre la "crisi de pes" de les superestructures de portaavions, amb quatre avantatges bàsics:

• Pes extremadament lleuger: la densitat és només el 60% de la de l'acer, amb una resistència específica molt més alta que l'acer d'alta-resistencia, la qual cosa permet una reducció de pes superior al 40%;
• Excel·lent resistència a la corrosió: Actua de manera excel·lent en aigua de mar; la vida útil dels sistemes de canonades de titani arriba als 40 anys, superant amb escreix els 6-8 anys de l'aliatge de coure-níquel;
• Rendiment superior{0}}a alta temperatura: pot funcionar a llarg termini-per sobre dels 500 graus, resistint millor la cremada de la flama d'escapament de l'avió basat en el transport-;
• No-magnètic: redueix la signatura magnètica del transportista, millorant les contramesures contra les mines i les capacitats anti-submarines.

 

2. Aplicacions navals

Els aliatges de titani tenen una llarga història d'aplicacions navals, inicialment només s'utilitzaven per a components de vaixells que no suporten-càrrega-.

Després d'adoptar aliatges de titani per a la superestructura dels vaixells amfibis dels EUA, el pes es va reduir a la meitat, millorant molt l'estabilitat del vaixell. Tanmateix, l'aplicació a gran-escala d'aliatges de titani a cobertes de transport i estructures principals és difícil per dues raons: en primer lloc, el cost és molt superior al de l'acer especial; en segon lloc, els processos de laminació i soldadura de plaques d'aliatge de titani de gran mida-són desafiants i propensos a defectes d'esquerdament.

 

 

1.Després de més de 20 anys d'R+D, la Xina ha superat les dificultats de l'aplicació a gran-escala d'aliatges de titani, capaç de produir plaques d'aliatge de titani d'especificacions ultra-i ha resolt amb èxit els defectes de soldadura. Amb l'expansió de la capacitat de la indústria domèstica del titani, el cost dels materials de titani ha baixat significativament, amb preus propers a l'acer especial, la qual cosa fa que l'aplicació a gran-escala en portaavions sigui factible.

 

2. El Fujian Carrier ha pres el lideratge en l'aplicació de prova d'aliatges de titani, aconseguint una reducció de pes notable i superant l'acer de coberta tradicional en tots els indicadors de rendiment. En el futur, els portaavions de nova-generació de la Xina adoptaran completament aliatges de titani per a superestructures i cobertes de vol, aconseguint una innovació important en la tecnologia de construcció de portaavions.

 

 

1.L'aplicació completa d'aliatges de titani pot millorar de manera integral les capacitats dels portaavions: una reducció significativa del pes estabilitza el casc i millora la seguretat de les operacions d'avions basades en el portaavions-; amb la mateixa potència, la velocitat augmenta per millorar els avantatges de combat; la capacitat de càrrega estalviada pot ampliar l'equip-basat en transportista per augmentar l'eficàcia del combat; i una excel·lent resistència a la corrosió allarga la vida útil amb menors costos d'operació i manteniment a llarg termini-.

 

2. Aquest avenç material supera el límit de tonatge d'acer, donant suport al desenvolupament de súper portaavions de 180.000 tones. La tecnologia d'aliatge de titani líder de la Xina aprofitarà un avantatge estratègic en la competència per al desenvolupament de portaavions pesats.

 

 

Ruihang, com a fabricant professional, està especialitzat en R + D, producció i vendes de productes de titani i aliatges de titani,inclòstitani ititaniaPlaca/Làmina de lloy, barra, canonada, anell, material de forja i secció. La qualitat es compleix amb l'estàndard d'AMS, ASTM, MIL, ISO, GB, GJB. Si necessiteu titani com a matèria primera per a una producció posterior, poseu-vos en contacte amb nosaltres per correu electrònic:Sam.Rui@bjrh-titanium.com

 

Crèdit fotogràfic: Armada de l'Exèrcit Popular d'Alliberament / Agència de notícies Xinhua