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我國鈦合金材料的發展現狀及競爭格局

本站之前發表過兩篇文章:鈦及鈦合金 金相圖譜(1)  鈦及鈦合金 金相圖譜(2)  反響不錯,大家都說好,今天我們再來看看:我國鈦合金材料的發展現狀及競爭格局 

金屬鈦在地球中的含量約為0.42%,在元素周期表常用結構金屬中位于鋁、鐵、鎂元素之后,含量豐富。但其制備困難,生產成本高,這也是其英文名稱Titanium的由來,一方面說明其性能優異,另一方面又形容其難以從礦石中被提煉出來。


鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬,鈦及鈦合金在應用上面臨的最大問題是其高昂的價格。它的價格通常是鋼的100倍,鋁合金的10倍左右。鈦合金材料的力學性能和疲勞性能相較于傳統金屬有突出優勢,隨著冶金和制備工藝的發展,越來越受到人們的重視。

01

鈦合金的分類

鈦在應用中有純鈦及鈦合金兩類。鈦在常溫下有兩種同素異晶結構,分別為密排六方的α-Ti與體心立方的β-Ti。為了進一步提高鈦的性能,常常加入合金元素進行強化,形成鈦合金,主要強化元素有Al、Sn、V、Cr、Mo、Mn等。按照常溫下鈦合金的各項所占的比例分數,可以將鈦合金分為α鈦合金,近α鈦合金,α+β鈦合金和β鈦合金四類。其中應用最為廣泛的是α+β鈦合金,其代表產品為Ti-6Al-4V。

02

鈦合金的性質

鈦的密度我們一般認為是4.51g/cm3,大約為鐵的三分之二,是比較輕質的金屬。熔點為1668℃,比鐵、鎳都高,可以作為耐熱材料。鈦合金的強度高,傳統的鈦合金強度大多在800~1200MPa,經過時效強化的鈦合金強度可以達到極高的水平,在1600MPa左右。塑性較好,而且有很好的疲勞強度,耐高溫性能也優于一般金屬。

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我國鈦合金材料的發展現狀及競爭格局

1、政策鼓勵鈦合金材料的發展

世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性,相繼對其進行研究開發,并得到了實際應用。近年來,我國也頻頻發布政策鼓勵鈦合金材料的研發、生產及應用。2024年,據《產業結構調整指導目錄(2019征求意見稿)》披露的信息顯示,將高性能超細、超粗、復合結構硬質合金材料及深加工產品、低模量鈦合金材料、耐蝕鈦合金材料、航空航天用鈦合金緊固件等列為產業結構調整鼓勵類項目。

2、鈦合金材料主要應用于航天、軍工領域

在全球市場中,鈦合金材料主要應用于航空工業、國防軍工以及其他工業。其中,在航空工業的應用需求最大,約占50%,主要是用于飛機和發動機的制造。

在我國鈦材的需求結構中,鈦加工材料主要應用于化工領域,與全球相比最主要的差別在航空領域,全球范圍內航空用鈦材始終占據鈦材總需求的53%左右,而國內航空航天用鈦材的比例僅為20%,說明我國航空用鈦材市場還存在較大潛力。

3、國內高端鈦合金市場呈“雙寡頭”競爭格局

在國內鈦合金市場中,目前能夠批量生產軍用航空鈦合金棒絲材的企業主要是:西部超導、寶鈦股份和湖南金天鈦業科技有限公司。其中,西部超導和寶鈦股份是業內的龍頭企業,兩家公司的相關分析如下:

4、航空航天用鈦材需求前景廣闊

2009-2023年,中國航空航天用鈦材銷量的年復合增長率為16%,同時考慮到國內目前航空航天用鈦材占比遠低于全球范圍內航空航天用鈦材占鈦材總需求的50%的比例,假設未來幾年年的復合增長率保持不變,至2025年,我國航空工業鈦材需求量將達2.5萬噸。


來源:前瞻產業研究院、汽車輕量化在線


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