深海这种特殊环境对深海装备的耐压壳材料提出了特殊要求。深海装备耐压壳材料既要有一定的抗蚀性,在一定温度范围内还要有相当稳定的物理性能和适当的延展性,此外还应具有较高的屈服强度和较高的弹性模量。从而使深海装备能够承受住由其工作深度产生的静压强和深海装备在整个服役期内多次下潜和上浮产生的周期性载荷对耐压壳的影响。
目前深海装备耐压壳使用的金属材料主要有两种:钢和钛合金。美、日、英和俄等国潜艇都使用钢为耐压壳体材料,这些国家的一部分潜器使用钛合金作耐压壳体。俄罗斯有四级潜艇使用了钛合金作耐压壳材料,其余潜艇均采用高强度钢作耐压壳体材料。
(1)美海军深海装备耐压壳使用的材料
美海军潜艇的耐压壳主要使用 Hy系列调质钢。20 世纪 60 年代以前,美海军潜艇耐压壳的标准用钢为 Hy-80.为提高焊接性和焊件韧性美海军曾多次修订了 Hy-80 钢的军用规范。美海军的“洛杉矶”级潜艇的耐压壳就使用了Hy-80 钢。由于在相等重量下 Hy-l00钢的屈服强度大于 Hy-80 钢,因此 Hy-l00 钢现已成为美国海军潜艇耐压壳的标准用钢。美海军现役的“海狼”级潜艇的耐压壳材料就为 Hy-l00 钢。美海军zui新型核潜艇“弗吉尼亚”级的耐压壳材料计划使用 Hy-l00 钢。美海军还研制了 Hy-l30 钢,计划用 Hy-l30 取代Hy-l00 作潜艇耐压壳材料。美海军还在20 世纪 80 年代用 Hy-l30 钢建造常规动力深海试验潜艇“海豚”号分段和另一艘潜艇的三个分段。
美海军使用 Hy 系列调质钢和钛合金制造潜器的耐压壳。1969 年美海军用Hy-l30 钢建造深海救援艇“DSRV-I”号,不久又用于建造“DSRV- Ⅱ”号和核动力深潜器“NR-l”号。美海军的先进蛙人输送系统(ASDS)的前两艘艇 ASDS Ⅰ和 ASDS Ⅱ的耐压壳材料使用的是 Hy-80 钢。美海军的“海崖”号深潜器使用钛合金(Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo)作耐压壳材料,该潜器下潜深度为 6100m.
(2)日本海上自卫队深海装备耐压壳使用的材料
日本海上自卫队潜艇用钢有 NS-30、NS-46、NS-63、NS-80、NS-90和 NS-110.二次大战后到20 世纪 60年代初日本海上自卫队潜艇耐压壳材料使用 NS-30 和 NS-46 钢。此后,研制成了 NS-63(Hy-80 的改进型)、NS-80、NS-90(仿制 Hy-l30)钢。NS-90钢除用于潜深达 2000m 的深海调查船外,NS-63 和 NS-80 钢都已用于建造潜艇。“夕潮”级潜艇的耐压壳使用的是NS-80 钢。20 世纪 80 年代日本又研制了强度级别更高的潜艇用钢 NS-110.
日本海上自卫队的“亲潮”级潜艇的耐压壳就是 NS-110 制成的。日本的“深海 2000”深潜器使用钛合金(Ti-6Al-2Nb-4VELI)作耐压壳材料。
(3)英国海军深海装备耐压壳使用的材料
英国海军在二次大战后研制了 QT 系列潜艇用钢 QT-28、QT-35 和 QT-42.20 世纪 50 年代用 QT-28 建造潜艇。1958 ~ 1965 年间广泛使用 QT-35 钢建造潜艇。 1968年制订了Q1 (N) 钢的规范。英国还仿制了 Hy-l00 和 Hy-l30,并分别命名为Q2 (N) 和Q3 (N) 钢。 英国 “机敏”级潜艇计划使用 Q2(N)作耐压壳材料。
(4)俄罗斯深海装备耐压壳使用的材料
俄罗斯是世界上first用钛合金建造潜艇耐压壳的国家,其用钛合金建造潜艇的技术超前。俄罗斯先后制造了四级钛合金做耐压壳的潜艇。A 级 6艘,P 级 1 艘,M 级 1 艘,S 级 4 艘。由于钛合金价格昂贵,俄罗斯的这四级潜艇仅建了 11 艘。钛合金具有强度高、重量轻、低磁性和耐腐蚀等优点。用钛合金作耐压壳材料可降低潜艇排水量、增大潜深和提高艇的隐蔽性。俄罗斯某些潜艇的耐压壳材料采用 CB-2 钢。

