2025年“深海科技”被首次纳入《政府工作报告》，与商业航天、低空经济并列，上升至国家战略性新兴产业高度，标志着我国海洋强国战略从“工程实施”向“全链条科技驱动”的历史性跨越。深海材料是深海科技突破的“地基”，为深潜装备、探测系统、资源开发平台提供了核心保障，推动着深海探测从浅海向深渊、从观测向开发的跨越。而我们的“海洋金属”钛，凭借其优异的耐腐蚀性、高比强度、低密度和无磁性等核心优势，成为解决船舶工业、海洋工程、海水利用等领域材料腐蚀难题的关键材料，其应用水平直接关系到海洋装备的可靠性、耐久性与经济性。钛作为深海科技产业链的上游原材料，必然也伴随着深海科技的发展而迎来它的增长极。

本文按深海科技知识普及、上游深海材料、钛在深海科技的应用顺序构建框架，钛在深海科技应用部分，从舰船开始，逐步深入到神秘的深海，从舰船（水面/常规深度环境）→ 海洋工程（固定平台设施/全水深环境）→ 深海科技（高压+极端环境）的浅海到深海、常压到高压的方向顺序分类。浅海与水面由舰船主导，钛用于解决腐蚀和生物附着；中深海由海洋工程主导，钛用于解决强度和浮力矛盾；极端高压环境的深海，由深海科技主导，钛用于对抗极致压力。

现代深海科技体系以舰船为载体平台、以海洋工程为资源活动开发载体，以深海科技装备为作业执行单元，钛合金贯穿三者，构建起全海深、全链条的材料保障体系。

 

 

文章

目录

 

一、深海科技

深海是什么？为什么介入深海？深海科技是什么？

深海科技产业链

二、深海材料

三、钛在深海科技的应用

    钛的优良特性

    钛在舰船应用、钛在海洋工程应用

    钛在深海科技应用：深海进入装备、深海作业装备、深海开发装备、深海生存装 备、深海支持装备

四、海洋经济与深海科技市场规模

 

深海科技

 

《2025年政府工作报告》提出“推动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业安全健康发展”，首次将“深海科技”列为战略性新兴产业。

 

 

据统计：

2014年、2015年、2016年、2017年、2019年、2022年、2024年《政府工作报告》中均提到“海洋强国”；2014年、2015年、2017年、2018年、2020年、2019年（提到蓝色经济）、2021年、2022年、2023年、2024年、2025年《政府工作报告》中均提到“海洋经济”。2022年、2024年、2025年《政府工作报告》中提到“陆海新通道”。2025年《政府工作报告》中首提“海洋科技”。

 

 

面对陆地资源趋紧的全球态势，深海已成为大国竞逐的“最后战略疆域”，发展以“深潜、深钻、深网”为核心的深海科技，直接关乎我国资源自主权、蓝色经济新引擎与水下国防安全体系建设。2025年“深海科技”被首次纳入《政府工作报告》，体现了国家对深海开发的重视。

 

深海是什么

 

 

从大航海时代开始，人类对于海洋的探索就不断深入。深海（The Deep sea）概念的出现是基于人类对于海洋探索的不断推进，它与浅海相对应，但目前，“深海”尚无统一标准定义，不同领域有不同界定，差别主要集中在200米到1000米以深。

海洋科学、海洋生物学以阳光穿透为准，将无法进行光合作用的“非透光带”，即水深200米及以下的海域称为“深海”，它是最基础、应用最广的划分方式，标志着生态系统从依赖太阳能向依赖化学能和地热能的根本转变。地质与地球科学领域沿用《联合国海洋法公约》大陆架划分，200米以深统称深海陆架。

资源开发与海洋工程领域，国际石油大会（2002）对海洋勘探开发水深做出新界定，400米到1500米为深水，1500米以上为超深水；军事领域，早期以常规潜艇下潜极限（约300米）及更深的海域为深海，随着潜艇及潜航器的技术发展，目前深海被延伸至1000米及更深；采矿、海底管道等领域也多引用≥1000米作为深海装备耐压设计的基准。

 

在海洋工程、油气开采、矿产勘探等实际应用中，深海的界定更偏向人类常规作业能力的边界，侧重于技术可行性和作业成本，通常水深300米以上的海域，可通过常规潜水装备或浅海平台作业，300米以下需依赖深海钻井平台、载人潜水器（HOV）、无人遥控潜水器（ROV）等专用装备。行业内常将1500米以上称为超深海，是当前深海油气开发、深海采矿的核心目标区域。

 

不同水深对应的钛材应用

Titanium in the Deep sea 

为什么介入深海

 

1、丰富的深海资源储备是吸引各方参与深海开发的根本性因素

2、深海巨大的军事战略价值被越来越多国家所认识

3、深海技术的突破性发展为进一步探索深海提供重要客观条件

摘自：梁怀新《深海安全治理：问题缘起、国际合作与中国策略》

深海科技的发展对应着国家的资源与能源安全需求、国际竞争与技术突破、军民融合与战略安全，核心是要保障资源安全和国防安全，在此基础上探索海洋“蓝色”经济业态（例如深远海风电、深海文旅观光、深海牧场、深海IDC、深海气象服务等）。

 

 

 

美军水下作战体系

 

 

数据来源：《美军水下作战体系建设发展与启示》王海宁，兴业证券经济与金融研究院整理

 

深海科技是什么

 

深海科技是指用于探索、开发和利用深海资源以及研究深海环境的一系列先进技术和相关学科的总称，包括深海探测、深海资源开发、深海通信与信息化、深海工程等多方面关键技术与装备体系，又可分为深海探测、深海防护与资源开发三大板块。

当前深海科技在军事领域的应用和引领主要体现在深海空间进入与长期驻留、海洋环境观测与目标侦察监视、深海环境预报与利用、深海作战体系构建与运用等方面。深海科技民用领域应用主要集中在深海科学研究和深海资源开发等方面。

深海科技聚焦“三深”。深潜、深钻、深网是当今探索深海奥秘的三大手段，即深潜科学考察、国际大洋钻探和国家海底科学观测网建设。深潜、深钻和深网，共同担起深海探索的技术重任，

 

 

深海探索最重要的手段
深潜	深海探索，利用载人潜水器、无人潜水器等装备，直接潜入深海进行观测、采样和作业。如我国的蛟龙号载人潜航器、潜龙号无人潜航器等。
深钻	从海底向下进行科学钻探取样研究，在“三深”里难度最大、规模最大，需要国际合作进行，主要包含深海地质资源勘探、科学研究、海底基地建设等任务。如“梦想号”大洋钻探船。
深网	用光电缆连接的海底观测系统以及不联网的水下观测移动装置，实现从海底到海面全天候、长期、连续、综合、实时、原位观测，为海洋科学研究、海上石油天然气开发和军事、灾害预警。海底观测网络由海底电缆、传感器、数据传输系统等组成。如如中国南海科学观测网、微软Natick海底数据中心项目等。
资料来源：汪品先等《从南海10年展望深海科技前景》2022，汪品先等《发展深海科技的前景与陷阱》2021

 

图：深海科技的核心、科技体系及产业链

 

 

资料来源：中国海洋发展研究中心，中国网，汪品先《深海探索：更好认识海洋》，华源证券研究

 

深海科技产业链

 

深海科技产业链分为上游基础材料与核心部件、中游装备制造与系统集成、下游资源开发与服务三大环节，形成从基础材料到终端应用的体系。

深海科技产业链上游主要包括深海材料及零部件制造，是产业发展的基石，决定深海装备的性能极限。深海材料是深海装备制造的重要支撑，主要包括特种材料、耐压结构材料、浮力材料、密封材料、功能防护材料、照明材料等，核心部件主要包括声呐系统与水听器、深海电缆/光纤、导航与控制器件、特种阀门与密封件等，深海传感器、动力系统、通信系统、机械部件等。

产业链中游为深海水下技术装备，主要包括深海观测/探测装备、平台与特种船舶、水下施工作业装备、深海油气生产系统、深海采矿装备等，涉及载人/无人潜水器、超深水钻井平台、深海机器人等核心装备制造。

下游聚焦于将深海潜力转化为实际经济价值，应用涵盖国防军事、深海油气资源开发、深海采矿、生物医药、海底数据中心、深海能源利用等多元应用场景，其中，深海油气开发是深海产业链最成熟的先导领域，深海国防也相对成熟。资源开发是传统核心，新兴领域如海底数据中心、深远海风电、海洋生物医药等也成为产业新增长点。

 

 

 

深海材料

 

深海开发，材料先行。材料是装备的基石，多种类型的材料是支撑海洋观测探测装备“下得去、上得来、看得见”的基础，材料的性能直接影响装备的技术水平。

在高压、低温、强腐蚀、黑暗等极端环境的深海领域，材料性能直接决定开发能力的边界。深海材料作为深海科技突破的“地基”，为深潜装备、探测系统、资源开发平台提供核心保障，推动着深海探测从浅海向深渊、从观测向开发的跨越。其创新将全面激活深海油气、海底矿产、生物资源等巨大产业潜力，支撑起从装备制造到资源利用的全产业链发展。

 

 

深海材料按其功能作用分类，分为耐压结构材料（壳体材料）、制造深潜器所用的浮力材料、密封材料、防护材料（如防腐材料、防护涂层、润滑材料 等）、照明材料等类别。按照材料性质，分为金属材料（超高强度钢、钛合金）、非金属材料（高分子复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料）等类别。

金属及非金属结构材料是深海耐压装备平台“筋骨”，以承载为其主要特性。而浮力材料、照明材料、密封及润滑材料等结构功能一体化材料除受海水压力影响外，还为海洋装备提供广义功能属性。

图  深海观测探测平台应用的主要材料及部件

 

 

 

资料来源：杨锐等《海洋观测探测平台关键材料发展与展望》2022

 

常用耐压材料中金属材料体系相对成熟，包括高强度合金钢、钛合金和铝合金。美、日、英、俄等国船厂都使用钢作为耐压壳体材料，一部分深潜器使用钛合金作耐压壳体。其中，美国深潜器的耐压壳主要使用Hy系列调质钢和钛合金，日本“深海2000”深潜器使用钛合金（Ti-6Al-2Nb-4VELI）作耐压壳材料。

非金属材料中的复合材料，特别是陶瓷材料与碳纤维复合材料，凭借轻质高强、耐腐蚀性佳的特点受到关注。美国用石墨纤维增强环氧树脂材料成功制造出自动无人深潜器AUSSMOD2的耐压壳体，陶瓷的强度和弹性模量很高，且具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温、电绝缘、非磁性和可透过辐射的优点，密度又比一般金属材料低，是很有发展潜力的高比强度材料。

表 当前主流深海结构材料对比

 

 

资料来源：Mechtool、招商证券

 

 

钛在深海科技的应用

 

深海科技产业链上游是深海开发的 “硬核基座”，作为基础支撑环节，需求最先释放，确定性先行。

 

钛在海洋领域应用的优良特性

 

钛质轻、比强度高、抗冲击性高、耐海水腐蚀性能优异、断裂韧性好、疲劳强度高、焊接性能好、无磁、无冷脆性、透声性好、耐冷热性优异、抗放射性、减震抗噪等系列优点，因此是海洋工程制造领域理想的结构材料和深海耐压舱的首选材料，被誉为“海洋金属”。

钛在海洋工程装备领域应用非常广泛，如船体结构件、潜艇和深潜器的耐压壳体、管件、阀及附件等，动力驱动装置中的推进器和推进器轴，冷凝器、冷却器、换热器等，舰船声呐导流罩、螺旋桨等。

钛材作为海洋环境中理想的材料，使用钛材可使海军舰船及装备提高战斗力、降低维护成本、延长使用寿命、提高隐蔽性，俄、美、中国海军已将钛材广泛应用于深潜器、水下潜艇、水面舰艇、舰船等装备的耐压壳体、海水管路系统、上层建筑及其他部件等。

 

海洋工程装备用钛优点
物理特性	质轻。钛密度为4.5g/cm3，仅为钢的57.7%，在舰船领域应用可减轻船体质量、增加载重、提高航速。	热膨胀系数低，焊接应力小，从而使部件焊接变形量小。	无磁性，在强磁场下也不会磁化，并可防电磁干扰，使装磁引信的水雷或鱼雷失效，避免磁性雷的攻击，从而提高水下潜艇的隐身技术水平和反侦察能力。
	透声性好，钛材透声系数大于0.85，甚至高达0.98，是舰船声呐导流罩最理想选。	加工性良好，可通过多种加工方式如铸造、轧制、锻造、挤压等生产铸件、板材、丝材、型材、锻件、复杂的零部件等。	导热率与热传递速率匹配良好，是理想的热交换器材料。
力学性能	钛及钛合金力学性能优异，其比强度高、塑性好，在−253~600℃范围内，它的屈强比和比强度在海洋装备用金属材料中最高；	冲击韧性良好，在−60~20℃范围内，无明显韧-脆转变点；	断裂韧性较高，在 80~110 MPa·m1/2 之间。 疲劳强度高，钛材低应力高周疲劳均在 107 周次以上。
腐蚀性能	钛在海洋环境介质中具有优异耐腐蚀性能。由于钛和氧亲和力极高，在空气或氧介质中，钛材表面极易快速形成一层薄、致密、坚固的氧化膜。钛的氧化膜具有很强的自愈性，当氧化膜受到破坏或划伤后，也会很快自愈或再生，形成新的氧化膜。这层氧化膜可使钛材几乎不被自然海水腐蚀。

 

 

钛材在深海科技中的核心优势
钛性能优势	具体表现	深海应用价值
高比强度	密度4.5g/cm³（钢的56%），强度接近合金钢	耐压壳体轻量化，浮力储备最大化
耐海水腐蚀	年腐蚀率<0.01mm，钝化膜自修复	20年免维护，寿命提升5倍+
无磁性	相对磁导率≈1	规避磁探测，声呐性能优化
低温韧性	-196℃冲击韧性>40J/cm²	极地与深海低温环境适用
抗疲劳	10⁷次循环寿命	反复下潜上浮可靠性
抗蠕变	Ti62A长期高压下结构稳定	万米级深度安全保证

钛在深海科技领域具体应用

舰船泛指一切航行器，是执行海洋活动（运输、工程、科研、防卫）的基础工具，包括民船、军船，如水面船舶、潜艇、特种作业船（如科考船、采矿船）等；海洋工程指在海洋中进行的各种工程性、资源性、设施性活动，如油气开采、海上风电、海底电缆铺设、港口建设等；深海科技专注于深海环境的科学研究、资源勘探与技术开发，是海洋工程中技术难度最高、最前沿的部分。

舰船、海洋工程、深海科技三者具有从属与交叉关系。深海科技是“做什么”（探索深海、开发资源），海洋工程是“怎么做”（用工程手段实现目标），舰船是“靠什么工具做”（搭载设备、奔赴作业海域）。舰船为深海探测、海洋工程提供移动作业平台、运输载体、动力支持；海洋工程把海洋科技转化为实际生产力，如油气开采、风电建设、采矿作业，是深海科技的工程落地环节；深海科技突破深海极端环境限制，实现对深海空间、资源、环境的探索与开发，包含海洋工程的深海细分板块，舰船是其核心装备载体之一。

钛在舰船领域应用

 

舰船领域是钛合金在海洋装备中的核心应用场景，钛在舰船上，主要用于腐蚀环境恶劣但非主承力部位，涵盖船体结构（上层建筑、甲板、破冰艏等）、动力系统（排气管、热交换器、推进轴等部件）、管路系统（海水管路、燃油管路、冷却水管路）、武器系统(导弹发射架、鱼雷发射管、舰炮炮管）等四大类部件，如耐压壳体、海水管路系统、热交换器、冷却器、海水管道、阀门、螺旋桨、各类管接头、发动机零部件、升降装置及发射装置等。

钛在此领域的应用从核潜艇逐步拓展至常规潜艇、水面舰艇及特种船舶，是提升舰船隐蔽性、续航能力与作战性能的关键材料。其中军用舰船(驱逐舰、护卫舰、核潜艇)与特种民用舰船(破冰船、科考船)是应用重点。

俄罗斯和美国是最早从事舰船用钛合金研究的国家，并形成了各自的舰船用钛合金体系。俄罗斯是目前唯一拥有全钛潜艇的国家。

我国从20世纪60年代开始开发舰船用钛合金，已形成强度范围在320~1250MPa的船用钛合金系列，主要牌号包括低强的TA2、Ti31等合金,中强的Ti70、Ti75、Ti91等合金，高强的TC4、Ti80、TC11、Ti62A、Ti-B19、Ti-B25等合金。

从合金类型看,低强和中强舰船用钛合金为α和近α型钛合金，高强舰船用钛合金为α+β或近β型钛合金。低强钛合金具有高塑性、可焊接性好等特点,易加工成薄壁管，适用于各类热交换器、冷却器等管材制备。普通船用钛合金结构件，选择应用较为成熟的近α型钛合金；中强钛合金综合性能匹配较好，适用于大厚截面构件、通海管路等；高强钛合金强度高、塑性低,适用于耐压壳体、高压容器、船舶特种部件等。

图 船舰用钛及钛合金牌号、体系、性能及应用

 

 

资料来源：浅析钛及钛合金在海洋装备上的应用（期刊）金属世界2021(05)

船舶用钛注重海水腐蚀环境下的经济性平衡。2024年我国钛材消费量15.09万吨，其中船舶用钛材消费量4933吨，占3.27%。从2013年的0.85%应用占比，增加到2024年的3.27%。整体来看，船舶用钛材消费量占比呈现增长趋势。

图 2013-2024年船舶用钛材消费量及增速

 

 

 图 船舶用钛材消费量占比

 

 

1、核潜艇：钛合金的核心传统应用领域

核潜艇是钛合金舰船应用的 “标杆场景”，核心需求大潜深、低噪音、长续航。

核心应用部件有耐压壳体、反应堆冷却系统管路、螺旋桨轴与推进系统部件。耐压壳体作为核潜艇的核心结构件，直接决定下潜深度。钛合金壳体可承受数千米水深的高压，且重量远低于钢制壳体，降低潜艇水下航行阻力。反应堆冷却系统管路：钛合金耐高温、抗腐蚀，可在反应堆高温高压水环境中长期服役，避免管路腐蚀泄漏风险。螺旋桨轴与推进系统部件：无磁性特性可降低潜艇的磁信号特征，提升隐蔽性；耐海水腐蚀性能延长部件寿命，减少维护频次。

常用牌号有TA5（Ti-4Al-0.005B）、TA7（Ti-5Al-2.5Sn）、TC4（Ti-6Al-4V），部分高端型号采用Ti-62A等特种合金。俄罗斯“阿库拉”级、“北风之神”级核潜艇大量采用钛合金耐压壳体，下潜深度可达600~800米，远超同期美制核潜艇的300~500米。

图 俄罗斯采用钛合金作耐压壳体的相关潜艇

 

 

资料来源：钛及钛合金在国外舰船上的应用（期刊）舰船科学技术2016 (11)

2、常规潜艇：轻量化与隐身化升级的核心材料

常规潜艇受限于动力系统，对轻量化要求更高，钛合金成为替代高强度钢材的优选材料。核心应用部件有耐压舱段、升降装置壳体、鱼雷发射管内衬等。耐压舱段用于关键舱室（如指挥舱、动力舱），提升局部抗压能力，同时减轻潜艇整体重量，增加蓄电池装载量，延长水下续航时间。升降装置壳体如潜望镜、雷达天线的升降套筒，钛合金耐腐蚀、强度高，可在海水长期浸泡下保持稳定运行。鱼雷发射管内衬：钛耐冲击、抗腐蚀，适应鱼雷发射时的高压冲击与海水腐蚀环境。

适配牌号以TC4 ELI（超低间隙）、TA2（工业纯钛）为主，兼顾成本与性能，适合常规潜艇的批量应用。俄罗斯“基洛”级常规潜艇鱼雷发射管内衬采用TC11钛合金。

3、水面舰艇：高端化与特种化场景的增量应用

水面舰艇对材料成本敏感度更高，钛合金目前以特种部件应用为主，未来随成本下降将逐步拓展。核心应用部件有舰载设备支架与结构件、海水管路系统、特种作战快艇船体。舰载设备支架与结构件如舰载雷达天线、导弹发射架的轻量化支架，钛合金减重30%~40%，降低舰艇重心，提升航行稳定性。海水管路系统：钛合金耐海水腐蚀，可替代铜镍合金，减少管路结垢与腐蚀泄漏，尤其适合在高盐度海域服役的舰艇。特种作战快艇船体如高速隐身快艇，钛合金船体强度高、重量轻，可提升航速与机动性，同时具备抗冲击能力。

适配牌号有TA2、TC4、Ti-631等。比如我国“雪龙2号”极地科考船采用钛合金螺旋桨轴与海水管路，耐-50℃低温与高盐度海水腐蚀，寿命提升3倍。美国濒海战斗使用钛合金雷达支架，减重25%，提升雷达转动灵活性。中国055型万吨驱逐舰海水管路采用TA2纯钛无缝管、法兰采用钛合金。美国“福特”级航空母舰钛合金冷却水管路采用TC4钛合金。俄罗斯“北极”级核动力破冰船使用钛合金破冰艏。

图 美国海军舰艇用钛合金情况

 

 

资料来源：钛及钛合金在国外舰船上的应用（期刊）舰船科学技术2016 (11)

 

 

钛在海洋工程应用

钛合金在海洋工程领域已从“可选材料”变为“关键材料”，特别是在1500米以上深水油气开发和30年以上长寿命基础设施中，钛材具有不可替代性，海洋工程用钛注重深海高压环境下的结构可靠性。2024年海洋工程用钛材消费量1724吨，占1.1%。从2013年的2.1%应用占比，增加到2020年7.7%的最高应用占比之后，海洋工程钛材消费量占比逐年下滑，2024年应用占比1.1%。

 

图 2013-2024年海洋工程用钛材消费量及增速

 

 

图 海洋工程用钛材消费量占比

 

 

钛合金凭借高比强度、耐海水腐蚀、抗氢脆、抗疲劳等核心优势，成为深海油气开发、深海采矿、海底基础设施、海洋风电四大海洋工程领域突破极端环境限制的关键材料。深海油气追求高可靠性，深海采矿追求高强度与耐磨，海底基建追求性价比与无磁，海洋风电追求减重与免维护。随着走向深海，高强度紧固件和系泊部件将是未来的爆发点。

一、深海油气开发工程

深海油气开发工程是海洋工程中技术最成熟、投资规模最大的领域，面临1500~5000米超深水高压（15~50MPa）、高含硫（H₂S）、高含氯（海水）腐蚀环境，常规钢材易发生氢脆断裂和点蚀失效。钛主要用于解决“高压、腐蚀、疲劳”等问题。

钛在深海油气工程领域，主要应用有水下生产系统核心部件（采油树、水下井口、连接器、管汇）、深海连续油管/柔性立管、钻井立管/悬链线立管 (SCR)、防喷器（BOP）阀杆、闸板、海底油气输送管道（短距离高压段）、跨接管/跳管、热交换器、冷凝器、泵、阀等。

我国油气开采用钛合金应用起步较晚,使用的钛材包括TA1、TA2、TA10(Gr12)、TA18（Gr9）、TA25、TA26、TC4ELI、Ti-6Al-4V（GR5/TC4)、TA31(Ti80)、TB9等,Gr7、Gr12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni)、Gr29 (Ti-6Al-4V ELI-Ru)、Ti-0.3Mo-0.8Ni(Ti-12)、Ti62A（Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V）、Ti75（Ti-3Al-2Mo-2Zr）、TC18（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）等。

20世纪70年代初，半潜式钻井平台（挪威的北海油田）使用钛合金作为钻井隔水管；挪威Åsgard油田是全球深海油气开发中钛合金立管应用的标志性项目；中国“深海一号”能源站水下采油树阀门、立管连接器、海底管道采用Ti62A钛合金管件，适配1500米南海陵水气田;七二五所、天津钢管集团公司等采用TA31(Ti80)合金研制的TP-Ti-110钢级TP-G2(Ti)气密封特殊螺纹钛合金油管在元坝气田两口井成功全井应用,是钛合金油管首次在超深高含硫气井中应用,累计用量长度约12500m,质量约120t；巴西坎波斯盆地2000米深水油田，采用TA2钛合金短距离输油管道；墨西哥湾(GoM)深水项目，是全球钛合金在海洋工程中应用最系统、最成熟的实践区域，如BPThunder Horse项目、ShellPerdido项目、ChevronTahiti项目等均有在不同部位使用钛合金。

二、深海采矿工程

深海采矿工程是未来蓝海，正处于技术验证与示范阶段。环境挑战在1000~5000 米深海高压、海底地形复杂（多沟壑）、矿石冲刷磨损、低温（2~4℃）环境，装备需兼顾耐压性与耐磨性及轻量化。

钛在深海采矿的应用部位有深海采矿车机械臂、地盘、履带，矿石输送管道/提升系统，扬矿管，深海采矿探测器探头保护壳，切割头/集矿头，中继仓缓冲装置，采矿平台耐压结构件/浮力块外壳等。相关牌号有TC4、Ti62A、Ti80、TC18、Ti80（Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr）、Ti-Al-Zr-Mo-Si钛基复合材料等。

鹦鹉螺公司Solwara 1项目虽项目暂停，但其设计的深海采矿车底盘，日本“白凤丸”深海采矿试验系统集矿机结构件、提升管道连接器，荷兰皇家IHC深海采矿船，上海交通大学“开拓二号”采矿车底盘框架，北京先驱“海龙V-曼塔号”集矿系统液压缸等均有使用钛。

三、海底基础设施工程

海底基础设施工程需深海长期服役（30年以上）、洋流冲击、海洋生物附着腐蚀、无维护条件，装备需具备极高的耐久性与稳定性。此领域主要包括通信电缆、观测网、管道系统，强调无磁、耐蚀、长寿命，讲究极高的可靠性。

钛使用部位有海底数据舱、电缆接驳盒外壳、海缆中继器外壳、海底储能装置壳体、海底观测网节点、柔性管铠装层、深海空间站/海底观测网耐压结构、连接件、紧固件等。钛合金牌号有TA2、TC4、Ti62A、TC4 ELI、Ti75、Ti80、TC11（Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）Gr 29等。

中国南海海底观测网的传感器耐压舱、连接器，挪威海底光缆系统的深海连接器、终端盒，美国跨大西洋海底光缆项目中继器外壳，欧洲北海海底储能示范项目储能舱壳体，日本DONET/S-net观测网其深海传感器探头和耐压壳体均有使用钛。

四、海洋风电工程

风电分为固定式（近海）和漂浮式（深远海），钛的应用随着向深远海发展而增加。海洋风电工程深远海领域，具有强风浪、交变载荷、海水腐蚀等挑战，装备需兼顾轻量化与抗疲劳性能。

钛可用于海上风机叶片根部连接件、浮动式风电平台系泊链/张紧器部件、风电平台/海上升压站海水冷却系统管路、热交换器、换热器/防雷部件、潮汐能涡轮叶片、水下基础防腐衬里、紧固件、海底电缆系统保护装置等。可用钛牌号TA2、TC4、Ti-6Al-4V ELI、Ti-6Al-4V ELI-Ru、Ti80、TC11等。

中国三峡集团海上风电项目在部分抗台风型风机的关键连接部位，开始试用钛合金螺栓；欧洲WindFloat项目在新一代半潜式漂浮风机设计中，评估使用钛合金拉杆代替传统钢链；英国苏格兰海上风电场采用TA2纯钛电缆保护管，使用寿命达30年，无需定期清理海洋生物附着；丹麦维斯塔斯（Vestas）15MW海上风机采用TC4钛合金叶片连接件，适配北海深远海风电场；我国广东阳江漂浮式风电示范项目采用Ti80 钛合金系泊链提升稳定性；法国诺曼底海上风电场采用TA2钛合金冷却管路，腐蚀速率降低90%，服役寿命从10年延长至30年。

 

钛在深海科技应用

深海进入装备、深海作业装备、开发装备、生存装备、支持装备等涵盖了从“下得去”、“干得了”到“住得下”再到“回得来”的全链条深海技术闭环。钛合金凭借高比强度、耐海水腐蚀、抗高压、抗氢脆、无磁性等核心性能，成为深海装备突破极端环境限制的关键材料。

一、深海进入装备——载人/无人潜水器

面对万米级深海高压、低温（2~4℃）、黑暗、高盐腐蚀的环境，深海进入装备要能抵抗深海静压，实现安全下潜与上浮，装备需兼顾耐压性与轻量化。进入装备主要指载人潜水器（HOV）和无人潜水器（AUV/ROV），钛材是其“生命线”。

钛合金应用部位有载人深潜器球形耐压舱，作为核心部件，保障乘员安全，无人深潜器（AUV/ROV）耐压壳体、浮力块外壳，深潜器推进器轴、机械臂关节、传感器支架，压载铁与抛载装置，轻量化外壳与骨架、观察窗等。

载人潜水器的核心部件是耐压壳，需承受万米深海的极端压力，同时要轻量化以确保浮力平衡，钛合金凭借高比强度成为唯一可满足万米深潜的金属材料，全球仅中、美、俄三国掌握大尺寸钛合金耐压壳制造技术。

中国“奋斗者号”全球首艘全海深载人潜水器，采用Ti62A钛合金耐压舱；美国“阿尔文号”深潜器载人舱Ti-6Al-4V ELI耐压球壳、框架；美国“海神”号无人深潜器采用TC4 ELI钛合金耐压壳体、机械臂关节采用TC17钛合金；中国“蛟龙号”观察窗窗座，“深海勇士”号采用TC4ELI半球+电子束焊接的载人舱和TA5框架；“海斗一号”壳体TC4一体成型；日本“深海6500”号耐压球壳采用Ti-6Al-4V ELI；中国“潜龙三号”无人深潜器采用TA2钛合金框架结构，推进器外壳采用TC4钛合金，通过粉末注射成形(MIM)工艺制造，探测仪外壳采用TA18钛合金等等。

图 国内外载人球舱和潜艇耐压壳体材质、制备工艺及材料性能

资料来源：浅析钛及钛合金在海洋装备上的应用（期刊）金属世界2021(05)

二、深海作业装备——机器人与工具

面对复杂地形（海沟、热液口）、矿石/热液冲刷磨损、高压，深海作业装备在深海环境进行灵活作业、采样、安装，其装备需具备小型化、高可靠性，此类装备包括深海机械臂、作业工具、采矿机器人等，钛材主要解决“耐磨、无磁、轻便”问题。

钛在深海作业装备的应用包括深海作业机器人机械臂与关节、液压驱动系统、推进器壳体与电机壳、导流罩、采样工具与钻头、采样器探头、海底探测机器人声呐罩、导航传感器外壳、深海焊接工具焊枪头、高压水切割喷嘴、框架、支架、连接件等。

日本JAMSTEC深海热液机器人采用钛基复合材料机械爪，美国“Jason”ROV耐压舱、机械手、欧洲“Victor6000”ROV的框架和推进器均有使用钛合金；我国“海斗一号”自主遥控潜水器TA2纯钛传感器保护罩；挪威深海管道焊接机器人采用Ti62A钛合金焊枪头；“土星”6+1轴7000米级液压机械臂、“金星”仿人形特种作业机械臂，中国“海龙”系列ROV耐压舱、机械臂、推进器等。适配钛牌号TA2、TC4、Ti-6Al-4V ELI、Grade 29、Ti-Al-Zr-Mo-Si钛基复合材料、Ti80、TC11（Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）、Ti62A等。

三、深海开发装备——资源开采系统

核心功能是深海矿产/油气资源商业化开采，面临1000~5000米深海高压、矿石冲刷磨损、含硫油气腐蚀，开发环境恶劣，深海开放装备需具有长寿命、高载荷能力。钛主要解决“耐磨、耐冲刷、轻量”等问题。

钛主要用于深海采矿/油气装备的耐压结构、提升管、机械部件，深海采矿系统采矿车履带、矿石输送管道、钻头，深海油气开采水下采油树、连续油管、防喷器阀杆，深海采矿平台浮力舱、锚系连接件，柔性立管接头，深海钻杆/应力接头，集矿装备如集矿机框架、底盘，提升系统如提升泵壳体、叶轮等部位。适配钛牌号TA2、TC4、Ti-6Al-4V ELI、GR9、Ti80、钛基复合材料、Ti75、Ti62A、Ti551、Ti-6Al-4V-Ru等。

荷兰皇家IHC深海采矿船采用TC4钛合金浮力舱，减重35%；我国“深海一号”能源站采用Ti62A钛合金管件，在1500米深海气田服役，耐硫化氢腐蚀；挪威Equinor 1000m级海底采油树，北海海德龙平台柔性立管接头等；日本“白凤丸”深海采矿试验系统集矿头、输送管道；中国“开拓二号"采矿车”底盘系统、采矿系统等。

四、深海生存装备——空间站与实验室

生存意味着长期驻留，面对长期深海驻留与科研、无维护条件、海洋生物附着腐蚀等环境，深海生存装备需极致密封性与耐久性，长寿命疲劳性能（设计寿命长达20-30年）、生物相容性（对人体无毒性）、高断裂韧性（保障人员安全绝对底线）、无磁/低磁性（精密实验环境）等要求。而钛是“绝对安全”的代名词，不仅抗压且需亲生物，具有上述优良特性。

钛合金在深海生存装备的应用有海底空间站耐压舱体、舱门密封结构，实验室海水循环管路，生命维持系统（ECLSS）水循环管路、阀门、换热器，实验室外部防护框架、观测窗边框及连接，气闸舱/舱盖，常压潜水服（ADS），舱段连接器等部位。适配牌号有TA1、TA2、TC4、TC4 ELI、Ti-5Al-3Mo-1V、Ti-3Al-2.5V、Ti80、TC18（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）、Ti62A、Ti1300G等。

我国“深海空间站”试验舱，全球首个2000m级深海驻人实验室（5球串联）采用Ti1300G球壳，TC4ELI法兰/连接器，Ti80钛合金防护框架，TA2生命维持管路。美国“水瓶座”海底实验室采用TA2纯钛管路系统，俄罗斯“大陆架”海底实验室采用Ti62A钛合金耐压舱，欧洲“海底观测站”（ESONET/EMSO）传感器耐压舱、连接器。

五、深海支持装备——母船与保障系统

核心环境挑战在于远洋恶劣海况（台风、巨浪）、海水腐蚀、装备吊装的重载冲击，深海支持装备核心功能是深海装备的运输、投放与回收，装备处于海气界面，是腐蚀最严酷的区域，需兼顾强度、耐腐蚀与轻量化，钛的应用可防锈和降重，可满足抗海生物附着（不生锈不长藤壶）、抗点蚀/缝隙腐蚀（耐受含盐高温海水）、高强度（甲板机械承重）等要求。

钛应用部位有布放回收系统(LARS)的A型架、滑轮、吊钩销轴，海水冷却/消防系统的泵、阀、管路，推进器/螺旋桨的母船动力部件，甲板机械关节的起重机转轴、甲板防滑结构，深潜器母船吊臂、绞车卷筒，极地母船螺旋桨轴、海水管路、破冰刃口，保障船深海装备维修车间、传感器校准平台、连接件如紧固件、法兰等。相关钛合金牌号有TA2、TC4、Ti80、Gr7、Gr12、Ti-631（Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo）、TA5（Ti-4Al-0.005B）、TC11等。“探索一号”科考母船专用的潜水器布放回收系统滑轮、海水冷却系统、消防系统、吊臂采用钛合金，雪龙2号”极地科考船采用Ti-631钛合金螺旋桨等。

 

 

钛在深海科技的以上五个应用领域，深海进入装备（潜水器）应用最成熟、最系统，已在多个国家实现工程化应用；深海作业装备（ROV/AUV）应用较广泛，但以关键部位为主；深海开发装备（采矿/油气）部分应用处于试验验证阶段，商业化应用有限；深海生存装备（空间站）目前处于技术验证或规划阶段，实际工程应用较少；深海支持装备（母船）应用相对有限，主要在海水系统等局部应用。

钛合金通过轻量化设计，大幅提升深海装备的续航与载荷能力；凭借耐腐蚀性，将装备深海服役寿命从数年延长至数十年，推动深海科技从“短期探测”向“长期开发”跨越。但虽然钛合金性能优异，初始成本却是钢材的5-10倍，因此实际应用遵循“必要性原则”，在深海高压、极端腐蚀、免维护要求等场景下，钛材成为必选材料，在浅海常规环境、成本敏感场景下，钛材应用则受限。

 

深海科技市场规模

海洋经济市场规模

海洋经济是开发、利用和保护海洋的各类产业活动，以及与之相关联活动的总和。依据《海洋及相关产业分类》（GB/T20794-2021），将海洋经济活动划分为海洋产业、海洋科研教育、海洋公共管理服务、海洋上游相关产业和海洋下游相关产业。

海洋产业包括海洋渔业、沿海滩涂种植业、海洋水产品加工业、海洋油气业、海洋矿业、海洋盐业、海洋船舶工业、海洋工程装备制造业、海洋化工业、海洋药物和生物制品业、海洋工程建筑业、海洋电力业、海水淡化与综合利用业、海洋交通运输业、海洋旅游业等。

海洋上游相关产业包括涉海设备制造、涉海材料制造等。

“十四五”收官之际，据自然资源部海洋战略规划与经济司《2024年中国海洋经济统计公报》初步核算，2024年全国海洋生产总值105438亿元，同比增长5.9%，10年间增长75.9%，占国内生产总值比重稳定在7.8%左右，其增速持续高于国民经济整体水平，海洋经济正从“物理叠加”的量变走向“化学反应”的质变，已然成为拉动增长的重要“蓝色引擎”。

图 2021-2024年海洋经济生产总值及增速

2024年，15个海洋产业增加值43733亿元，同比增长7.5%。海洋船舶工业(+14.9%)、海洋工程装备制造业(+9.1%)、海洋电力业(+14.7%)、海洋旅游业等均实现9%以上快速发展。海洋渔业、海洋水产品加工业、海洋油气业、海洋化工业、海洋工程建筑业、海洋交通运输业等实现平稳发展。

图 2024年海洋产业增加值结构图

深海科技市场规模

深海科技是指用于探索、开发和利用深海资源以及研究深海环境的一系列先进技术和相关学科的总称。它主要涵盖深潜（如载人/无人潜水器）、深钻（如大洋钻探船）、深网（如海底观测网络）三大方向。产业链包括上游装备制造与基础技术研发等，中游资源勘探与开发应用以及下游商业化服务与衍生应用等，具体领域包括深海探测技术、深海资源开发技术、深海通信与导航技术及深海工程技术等。

凡涉及>200m水深的探测、钻采、观测、资源开发、材料与装备、支撑保障等环节，均可纳入“深海科技”统计口径。海洋经济中可归属于深海科技产业的主要包括：深海油气开发、深海矿产资源开发、深海装备制造、深海科考服务、深海工程技术服务、海底观测网建设等六大核心领域。

根据前瞻产业研究院测算，中国深海科技市场规模，从2020年1.90万亿元增至2024年的2.53万亿元，占当年海洋生产总值的比重约为24%，年均增速约7.4%，显著高于海洋经济整体增长。

 

面对蔚蓝深海的无限潜能，从载人深潜器的耐压球舱，到深海空间站的模块化舱体，从油气开采的水下系统，到矿产勘探的作业机械臂，钛凭借卓越的比强度、耐压及耐腐蚀性能，应用边界持续拓展，成为国家逐梦深海的关键战略支撑。随着国产高端牌号量产提速、3D打印等工艺降本增效，钛材在深海科技领域的市场空间也将随装备需求扩张、材料国产化与成本优化加速释放。