文 献 综 述

固溶处理对AMTi15-N合金组织和力学性能的影响

1 引言

伴随着世界经济的高速发展，我们人类正面临着资源短缺的难题。纵观全球，现有陆地能源与矿物资源的枯竭，已是为期不远的可怕现实。而占地球表面积约71%的蓝色海洋，可提供充足的食物和医药原料，蕴藏着丰富的矿产储量以及占全球总储量约 1/3 的石油、天然气；而海洋潮汐、海上风能和太阳能等的开发和利用，将为人类活动提供可持续发展的强劲动力[1]。开发海洋需要各种装备，而任何装备功能的实现都依赖于材料技术。海洋和陆地不同，海水与海洋大气中含有氯化物和硫化物，对机械装置材料腐蚀作用很大，而深海海水的强大压力，需求设备结构强度高，否则会出现失效。故海洋工程用设备构件，特别是在大深度海水中作业的构件，需要选用比强度高，比韧性好、耐海水腐蚀的材料加工制造[2]。

金属元素钛在地壳中的分布范围比较广泛，据估计和推算，其含量是地壳质量的0.4%还要多一点，世界储量约34亿吨，在所有元素中含量居第10位（氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛）。其丰富的储量，为金属钛及钛合金的生产和发展提供了主要的原料来源。

自20世纪50年代以来，钛及钛合金的发展已经历了半个多世纪的历程，钛合金的种类已从1954年的Ti-6Al-4V合金发展到数百种。因为具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点，钛合金被广泛用于各个领域，包括航空航天、汽车制造、医药卫生以及其他日常生活领域。世界上的许多国家如美国、日本、俄罗斯以及中国等都认识到钛合金材料的重要性，并相继对其进行了研究开发，得到了实际应用。

钛，被称为”海洋金属”[3]，其质轻、高强、无磁、耐蚀，特别突出的是耐海水和海洋大气腐蚀，是优异的轻型结构材料，尤其适用于作轻型海工装备用材。钛及钛合金在海洋工程中在推广应用，对提高海洋工程装备的作业能力、安全性、可靠性及技战术水平具有十分重要的意义，是建设海洋强国的重要 战略材料之一[4]。与钢铁、锈钢、铜、铝等常用材料相比，钛材最突出的特点是密度低、比强度高、耐蚀性强；同时还具有优良的耐海水冲刷、无磁性、无冷脆性、高透声系数及有优异的中子辐照衰减性能[14]。在塑性成形、铸造、焊接等方面，与其他常用金属材料一样，可以采用常规的方法进行加工成形，因而使钛金属材料对各类海洋工程具有广泛的适用性[5]。

钛及钛合金以其优异的性能特点在海洋工程方面有广阔的应用前景，我国海洋用钛合金已有较为完善的合金体系，并有一定的应用。但目前由于应用的性能数据支撑不充足，海洋工程结构件建造规则还不完善，加工设备能力不够、产品规格小以及材料生产成本高等诸多原因，海洋用钛合金尚存在产业化水平低、应用不足的问题。随着国家对海洋建设的重视，钛合金工程化应用程度的加快以及材料成本的降低， 未来海洋用钛将有非常大的发展空[6]。

2.国内海洋工程用钛合金分类、性能特点及应用

2.1国内海洋工程用钛合金分类