载人深潜器耐压壳体

钛合金作为耐压壳体材料，已经在世界各国的载人深潜器中得到越来越广泛的应用。

早在1972年，美国用Ti-6A1-2Nb-1Ta-0.8Mo钛合金代替HY-100钢制作了“阿尔文”号深潜器耐压壳体，其钛合金板厚度为49mm，尺寸为7.72m×3.04m×2.4m，并用Ti-6Al-4V钛合金做深潜器的浮力球和高压气瓶。采用这些钛材部件之后，深潜器的下潜深度由1868m增加到3658m，几乎增加一倍。此后，美国海军又用Ti-6A1-7Nb-1Ta-0.8Mo钛合金建造了“海崖”号深潜器，其下潜深度达6000m，所用钛材部位有耐压壳体扩大到骨架、绞盘罩和紧固件等。

1978~1981年间，日本建造了“深海2000”深海载人潜水调查船，它装备有4个Ti-6A1-4V ELI 合金椭球形压力容器，其半球部分用厚36mm的钛板制造，圆筒部分用厚100mm的钛板制造，采用材料符合AMS4907C标准；深潜器的外骨架使用纯钛挤压型材，符合ASTM B348 标准。在上世纪90年代，日本又建造了“深海6500”号调查船，其Ti-6A1-4V壳体尺寸达9.5m×2.7m×3.2m，下潜深度达6500m，法国先后建造了下潜深度超过6000m的“SM97”号潜水调查船和半球状海底实验室（直径2.1m），其耐压壳体均采用Ti-6A1-4V合金。

从2002年开始，我国用钛合金（TC4）建造“蛟龙”号载人深潜器，该深潜器的耐热壳体内径尺寸为2.1m，深潜器重22.9吨，最大下潜深度为7000m，可探测世界99.8%的海域。2012年，“蛟龙号”试航成功，使我国进入了世界深潜器设计、制造先进国家行列。

“蛟龙”号深潜器的钛壳体为我国自主设计，然而却委托国外进行加工，这反映出我国在高端钛材生产和加工技术上存在重大差距。

钛合金材料作为载人深潜器的耐压壳体材料已经被世界各国接受，成为载人深潜器耐压壳体的最佳选择。钛合金与传统的高强度钢相比，在相同体积和相同潜深情况下，可以提供更加富裕的浮力。

目前，载人深潜器耐压壳体普遍选择球形结构，直径一般为2m左右，其制作一般采用两种成型方式。一种为瓜瓣式组焊，即先将钛合金板材加工成若干个瓜瓣形状，然后将瓜瓣组焊成为两个半球，再将两个半球进行组焊成为球体；另外一种方式为半球式组焊，即将钛合金板材直接冲压成半球，然后将两个半球组焊成为一个球体。

船舶外壳

钛合金由于其优异的耐海水腐蚀性能及抗冲击性能，使其成为高性能船舶（或特种船舶）壳体的理想材料。日本开辟了船舶外壳用钛合金的先河。

1985年，由日本东邦钛金属公司和腾新造船厂共同制造了一艘名为“Mariskiten”的竞技快艇，全船长17m，宽4m，高度2.5m，重量为2.8吨。该船从船体到框架均使用钛合金制造，其中船底使用4~15mm厚的钛板，甲板使用2.5mm的钛板。

1997年，由日本日生公司制造了长度为12.5m，宽度4.06m，高度2.4m，重量5.3吨的“Titan Lady”帆船，其船体使用的钛合金为2号纯钛，而船舵、舵轴以及推进器等使用Ti-6Al-4V合金。

1998年和1999年，由日本新日铁和江藤造船所分别制造了两艘钛制渔船，长度分别达到了12.5m和14m，重量均为4.6吨，所有构件和框架均用钛合金材料制造，使用钛合金材料重量约为3吨。由此，标志着日本船体用钛合金材料及技术均取得突破性进展，得到了许多宝贵的钛合金材料制备、加工、成型和焊接经验。

钛合金材料用于制造船体及相关承力结构件，具有非常巨大的优势。随着钛合金成本的进一步降低、钛加工成型和焊接技术的不断提高，船体结构采用钛合金将是一个大的趋势。