深海這種特殊環(huán)境對(duì)深海裝備的耐壓殼材料提出了特殊要求。深海裝備耐壓殼材料既要有一定的抗蝕性,在一定溫度范圍內(nèi)還要有相當(dāng)穩(wěn)定的物理性能和適當(dāng)?shù)难诱剐裕送膺€應(yīng)具有較高的屈服強(qiáng)度和較高的彈性模量。從而使深海裝備能夠承受住由其工作深度產(chǎn)生的靜壓強(qiáng)和深海裝備在整個(gè)服役期內(nèi)多次下潛和上浮產(chǎn)生的周期性載荷對(duì)耐壓殼的影響。
目前深海裝備耐壓殼使用的金屬材料主要有兩種:鋼和鈦合金。美、日、英和俄等國(guó)潛艇都使用鋼為耐壓殼體材料,這些國(guó)家的一部分潛器使用鈦合金作耐壓殼體。俄羅斯有四級(jí)潛艇使用了鈦合金作耐壓殼材料,其余潛艇均采用高強(qiáng)度鋼作耐壓殼體材料。
?。?)美海軍深海裝備耐壓殼使用的材料
美海軍潛艇的耐壓殼主要使用 Hy系列調(diào)質(zhì)鋼。20 世紀(jì) 60 年代以前,美海軍潛艇耐壓殼的標(biāo)準(zhǔn)用鋼為 Hy-80.為提高焊接性和焊件韌性美海軍曾多次修訂了 Hy-80 鋼的軍用規(guī)范。美海軍的“洛杉磯”級(jí)潛艇的耐壓殼就使用了Hy-80 鋼。由于在相等重量下 Hy-l00鋼的屈服強(qiáng)度大于 Hy-80 鋼,因此 Hy-l00 鋼現(xiàn)已成為美國(guó)海軍潛艇耐壓殼的標(biāo)準(zhǔn)用鋼。美海軍現(xiàn)役的“海狼”級(jí)潛艇的耐壓殼材料就為 Hy-l00 鋼。美海軍zui新型核潛艇“弗吉尼亞”級(jí)的耐壓殼材料計(jì)劃使用 Hy-l00 鋼。美海軍還研制了 Hy-l30 鋼,計(jì)劃用 Hy-l30 取代Hy-l00 作潛艇耐壓殼材料。美海軍還在20 世紀(jì) 80 年代用 Hy-l30 鋼建造常規(guī)動(dòng)力深海試驗(yàn)潛艇“海豚”號(hào)分段和另一艘潛艇的三個(gè)分段。
美海軍使用 Hy 系列調(diào)質(zhì)鋼和鈦合金制造潛器的耐壓殼。1969 年美海軍用Hy-l30 鋼建造深海救援艇“DSRV-I”號(hào),不久又用于建造“DSRV- Ⅱ”號(hào)和核動(dòng)力深潛器“NR-l”號(hào)。美海軍的先進(jìn)蛙人輸送系統(tǒng)(ASDS)的前兩艘艇 ASDS Ⅰ和 ASDS Ⅱ的耐壓殼材料使用的是 Hy-80 鋼。美海軍的“海崖”號(hào)深潛器使用鈦合金(Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo)作耐壓殼材料,該潛器下潛深度為 6100m.
?。?)日本海上自衛(wèi)隊(duì)深海裝備耐壓殼使用的材料
日本海上自衛(wèi)隊(duì)潛艇用鋼有 NS-30、NS-46、NS-63、NS-80、NS-90和 NS-110.二次大戰(zhàn)后到20 世紀(jì) 60年代初日本海上自衛(wèi)隊(duì)潛艇耐壓殼材料使用 NS-30 和 NS-46 鋼。此后,研制成了 NS-63(Hy-80 的改進(jìn)型)、NS-80、NS-90(仿制 Hy-l30)鋼。NS-90鋼除用于潛深達(dá) 2000m 的深海調(diào)查船外,NS-63 和 NS-80 鋼都已用于建造潛艇?!跋Τ薄奔?jí)潛艇的耐壓殼使用的是NS-80 鋼。20 世紀(jì) 80 年代日本又研制了強(qiáng)度級(jí)別更高的潛艇用鋼 NS-110.
日本海上自衛(wèi)隊(duì)的“親潮”級(jí)潛艇的耐壓殼就是 NS-110 制成的。日本的“深海 2000”深潛器使用鈦合金(Ti-6Al-2Nb-4VELI)作耐壓殼材料。
?。?)英國(guó)海軍深海裝備耐壓殼使用的材料
英國(guó)海軍在二次大戰(zhàn)后研制了 QT 系列潛艇用鋼 QT-28、QT-35 和 QT-42.20 世紀(jì) 50 年代用 QT-28 建造潛艇。1958 ~ 1965 年間廣泛使用 QT-35 鋼建造潛艇。 1968年制訂了Q1 (N) 鋼的規(guī)范。英國(guó)還仿制了 Hy-l00 和 Hy-l30,并分別命名為Q2 (N) 和Q3 (N) 鋼。 英國(guó) “機(jī)敏”級(jí)潛艇計(jì)劃使用 Q2(N)作耐壓殼材料。
?。?)俄羅斯深海裝備耐壓殼使用的材料
俄羅斯是世界上first用鈦合金建造潛艇耐壓殼的國(guó)家,其用鈦合金建造潛艇的技術(shù)超前。俄羅斯先后制造了四級(jí)鈦合金做耐壓殼的潛艇。A 級(jí) 6艘,P 級(jí) 1 艘,M 級(jí) 1 艘,S 級(jí) 4 艘。由于鈦合金價(jià)格昂貴,俄羅斯的這四級(jí)潛艇僅建了 11 艘。鈦合金具有強(qiáng)度高、重量輕、低磁性和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。用鈦合金作耐壓殼材料可降低潛艇排水量、增大潛深和提高艇的隱蔽性。俄羅斯某些潛艇的耐壓殼材料采用 CB-2 鋼。