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嘉峪檢測網(wǎng) 2018-08-30 17:29
鈦金屬（Titanim）日益被人們重視，被譽為“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”，是提高國防裝備水平不可或缺的重要戰(zhàn)略物資，是20世紀(jì)50年代走向工業(yè)化生產(chǎn)的一種重要金屬，其性質(zhì)優(yōu)良，儲量十分豐富，被譽為正在崛起的“第三金屬”。
表1 鈦及鈦合金基本特性
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鈦及鈦合金基本特性 |
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密度小,比強度(強度/密度)高 |
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彈性模量低，最接近骨的彈性模量 |
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抗疲勞強度高 |
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無磁性 |
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耐腐蝕性能好 |
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良好的生物相容性 |
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典型牌號： 純鈦：TA1、TA2、TA3、TA4 鈦合金：Ti-6Al-4V |
我國已探明的鈦礦基礎(chǔ)儲量為2億噸，排名全球第1，主要分布在四川攀西、河北承德、云南、海南、廣西和廣東。
圖1 我國鈦礦儲量分布圖
2 鈦及鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈
圖2 鈦及鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈
3 鈦精礦
鈦原料主要為鈦鐵礦和金紅石精礦。全球鈦鐵礦儲量9.7億噸，金紅石儲量6200萬噸。（來源USGS 2018）
金紅石精礦的TiO2品味高，雜質(zhì)含量少，是鈦冶金和鈦白粉生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料，但儲量有限；
鈦鐵礦儲量大，TiO2含量低，氧化物雜質(zhì)含量低，需要通過處理成“富鈦料”才能作為生產(chǎn)TiCl4的原料。
表2 2011年全球主要鈦原料供應(yīng)商的生產(chǎn)能力
圖3 各國鈦鐵礦儲量情況
圖4 各國的金紅石儲量情況
我國的鈦資源（TiO2 ）的94.3%賦存在釩鈦磁鐵礦中（品位低不能直接利用）。釩鈦磁鐵礦通過煉鋼工藝將鈦元素富集到鈦渣中。鈦資源的選礦回收率近47%、冶煉回收率53.27%，鈦資源總利用率只有25.04%。礦石中的釩、鈦部分回收利用，鎳、鈷、鎵、鈧元素未能回收利用。
2017年中國共生產(chǎn)鈦精礦約380萬噸，其中攀西地區(qū)的產(chǎn)量為260萬噸。進口鈦精礦330萬噸，較2016年增長了29.5%。
圖5 中國各省鈦資源分布情況
（鈦精礦生產(chǎn)：攀西地區(qū)（攀鋼）、云南地區(qū)、海南地區(qū)、承德地區(qū)、山東地區(qū)）
攀西地區(qū)的釩鈦磁鐵礦尾礦、低品位鈦礦和高鈦渣的利用還存在一定的技術(shù)難度。攀鋼針對高鈦高爐渣、釩鈦磁鐵礦、低品位鈦礦分別建立了三條中試線（高溫碳化-低溫氯化工藝中試線、轉(zhuǎn)底爐直接還原—熔分深還原中試線、氧化還原-浸出工藝中試線）進行技術(shù)攻關(guān)，以求提高鈦資源的綜合利用率，保障我國高品質(zhì)鈦原料的供給。
4 海綿鈦
2017年全球海綿鈦產(chǎn)量為178,492 噸，其中中國海綿鈦產(chǎn)量居第1位。
圖6 2017年全球海綿鈦產(chǎn)能與產(chǎn)量
圖7 2017年中國海綿鈦主要廠家的產(chǎn)量（噸）
產(chǎn) 能：由于大量投資需求的融入，2008-2012年中國海綿鈦產(chǎn)能持續(xù)擴張，致使產(chǎn)能過剩。
產(chǎn) 量：連續(xù)3年增長（2015年共62035噸，2016年共67077噸，2017年72922噸）
價 格：在原材料價格上漲和高端需求增長的推動下，2017年國內(nèi)海綿鈦價格呈大幅度上漲（5萬~7萬/t），使用成本較高。
進 出 口：2016年和2017年中國海綿鈦進口量高于出口量，2017年進口量為3844噸，較2016年增加20.8%。對于高端海綿鈦，中國一直長期依賴于進口。
生產(chǎn)工藝：中國攀鋼鈦業(yè)全套引進烏克蘭技術(shù)（熔鹽氯化+倒U型爐還原蒸餾）、洛陽雙瑞萬基引進日本技術(shù)（沸騰氯化+I型爐還原蒸餾）。我國海綿鈦生產(chǎn)工藝和整套裝備自主開發(fā)的少，引進國外技術(shù)和設(shè)備較多；
能 耗：國外的每噸海綿鈦總能耗在20000~25000kWh，國內(nèi)海綿鈦能耗高、污染大、成本高；
質(zhì) 量：國外海綿鈦孔隙率高，0A級超軟鈦（硬度低）比例高，雜質(zhì)含量少；中國海綿鈦雜質(zhì)質(zhì)量控制逐步提高，但超軟鈦比例小，部分產(chǎn)品比較致密。高端海綿鈦仍依賴進口。值得一提的是攀鋼已攻克熔鹽氯化、鎂電解槽和還原蒸餾工藝等難題，已能批量生產(chǎn)氮氧含量及布氏硬度低的高品質(zhì)海綿鈦。
其 他：目前中國在高純海綿鈦（4N~5N級）產(chǎn)品仍未產(chǎn)業(yè)化。國外優(yōu)秀的海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)有俄羅斯阿維斯瑪鎂鈦聯(lián)合企業(yè)(VSMPO-AVISMA)、日本大阪鈦科技公司（OTC）、日本東邦鈦（TTC）、美國Timet、美國ATI、哈薩克斯坦ZTMP、烏克蘭ZTMP、美國Honeywell（高純電子鈦）。
5 鈦粉
2016年全球鈦粉年產(chǎn)能約4k噸，其中規(guī)模較大的鈦粉生產(chǎn)商主要位于加拿大、中國、日本、韓國及美國。鈦粉市場科分為初級粉末產(chǎn)品及中低品質(zhì)細粉。球形或近球形鈦粉年產(chǎn)能約0.5~1.0k噸。目前僅有一小部分用于增材制造，有些公司在持續(xù)探索低成本鈦粉的生產(chǎn)及成型工藝，其重點已轉(zhuǎn)向增材制造用低成本鈦粉的大批量生產(chǎn)技術(shù)。
國外高性能鈦合金粉末冶金技術(shù)已發(fā)展到較高的水平，在航空航天等諸多領(lǐng)域已開始得到應(yīng)用。國內(nèi)在鈦合金粉末冶金技術(shù)方面也開展了不少工作，但對可用于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的高性能粉末鈦合金技術(shù)的研究還不多。
鈦粉附加值更高，因此優(yōu)質(zhì)的鈦粉價格也較高。HDH鈦粉價格為66~176美元/kg，氣體霧化法鈦粉的價格為165~330美元/kg，等離子旋轉(zhuǎn)電極法鈦粉的價格為407~1210美元/kg。
2016年國內(nèi)鈦粉企業(yè)有寶雞富士特(1200t，51.7%)、寶雞泉興(700t，30.2%）、岐山邁特（300t，13%)、西北有色院（50t，2.1%)、寧波創(chuàng)潤(70t，3.0%)。國外鈦粉企業(yè)有Global Titanium、TIMET、ATI、Nashua、Osaka、OTC、Toho、 Sumitomo Sitex、GFE、ALD、TLS。
6 鈦白粉
2017年全球產(chǎn)能中氯化法鈦白粉占62.7%，硫酸法占37.3%。在五大跨國鈦白生產(chǎn)商中，約85%的產(chǎn)能采用氯化法工藝。杜邦、特諾目前所有鈦白生產(chǎn)廠全部采用氯化法工藝?？扑固?、康諾斯及亨斯邁的氯化法工藝占比也分別達到了87%、79%和62%。中國鈦白粉生產(chǎn)工藝主要為硫酸法，部分企業(yè)采用氯化法。
全球鈦白產(chǎn)能從2011年638萬噸增長至2017年741萬噸，市場高度寡頭壟斷，海外產(chǎn)能主要集中在杜邦(科慕)(124.2萬噸)、亨斯邁(81萬噸)、科斯特(85.8萬噸)、康諾斯(55.9萬噸)、特諾(46.5萬噸)手中，五大巨頭合計產(chǎn)能394 萬噸，占比約52%，作為鈦白粉行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，這些海外巨頭在較大程度上主導(dǎo)著全球鈦白粉的供給、價格和發(fā)展。中國產(chǎn)能355萬噸，占比48%。
表3 全球鈦白粉主要生產(chǎn)商的產(chǎn)能與工藝
|
生產(chǎn)商 |
國家 |
產(chǎn)能（萬噸/a） |
生產(chǎn)工藝 |
|
杜邦(Dupont) |
美國 |
116 |
氯化法 |
|
亨茨曼(Huntsman) |
美國 |
90.5 |
氯化法（23.1萬噸）、硫酸法 |
|
科斯特(Gristal Global) |
沙特 |
77.8 |
氯化法（58.8萬噸）、硫酸法 |
|
康諾斯(Kronos) |
德國 |
52 |
氯化法（41萬噸）、硫酸法 |
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特諾（Tronox） |
澳大利亞 |
38 |
氯化法 |
|
石原（Ishihara） |
日本 |
25 |
氯化法、硫酸法 |
*2017年特諾收購科斯特，總產(chǎn)能150萬噸/a。
2017年我國鈦白粉產(chǎn)量為286.95萬噸，較2016年增加27萬噸，同比增長10.49%，2017年行業(yè)產(chǎn)能利用率達到80.8%。
2017年我國鈦白粉進口量為214968噸，出口量829914噸。我國鈦白粉企業(yè)技術(shù)水平普遍偏低，只能生產(chǎn)低水平產(chǎn)品，高端產(chǎn)品依然靠進口來滿足。
相對于硫酸法，氯化法生產(chǎn)的鈦白粉在在白度、遮蓋能力與耐候性上都有一定的優(yōu)勢，且環(huán)境友好度更好。
氯化法鈦白粉產(chǎn)量21萬多噸，約占總產(chǎn)量的5.6%。
氯化法投資大，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對材料要求高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以維修，研究開發(fā)難度大。
表4 國內(nèi)部分產(chǎn)能超過10萬噸/a的企業(yè)
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序號 |
企業(yè) |
序號 |
企業(yè) |
|
1 |
龍蟒佰利聯(lián) |
6 |
山東東佳 |
|
2 |
攀鋼釩鈦 |
7 |
山東金海 |
|
3 |
藍星化工 |
8 |
山東道恩 |
|
4 |
中核鈦白 |
9 |
廣西金茂 |
|
5 |
金浦鈦業(yè) |
10 |
寧波新福 |
7 鈦材
根據(jù)30家企業(yè)的統(tǒng)計，2017年中國共生產(chǎn)71022t鈦錠，比2016年增長了6.80%，除去新增的三家鈦熔煉企業(yè)的產(chǎn)量，實際同比增長了4.28%。
我國的冷床爐熔煉技術(shù)起步較晚，冷床爐熔煉設(shè)備也不多。國內(nèi)在CHM的數(shù)值模擬、工藝簡化、參數(shù)優(yōu)化、顯微組織改進等方面還處于初始階段。
表5 2016年我國主要鈦錠生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能
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序號 |
廠 家 |
產(chǎn) 能（t） |
|
1 |
寶雞鈦業(yè)股份有限公司 |
28000 |
|
2 |
攀 長 鋼 |
5000 |
|
3 |
西部材料 |
8000 |
|
4 |
湖南湘投金天科技集團 |
5000 |
|
5 |
常熟中鋼精密鍛材 |
4000 |
|
6 |
青海聚能 |
8000 |
|
7 |
洛陽725所 |
4700 |
|
8 |
中鋁沈加 |
5000 |
|
9 |
西部超導(dǎo) |
3000 |
|
10 |
江蘇天工集團 |
10000 |
|
11 |
云南鈦業(yè) |
5000 |
|
12 |
北京中北鈦業(yè)有限公司 |
5000 |
|
13 |
忠世高新材料股份 |
3700 |
|
14 |
東方鉭業(yè)分公司 |
4000 |
表6 2017年我國主要鈦錠生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量
|
廠 家 |
產(chǎn)量（t) |
廠家 |
產(chǎn)量(t) |
|
1 |
13200 |
16 |
1300 |
|
2 |
5000 |
17 |
1200 |
|
3 |
5000 |
18 |
1200 |
|
4 |
4500 |
19 |
1150 |
|
5 |
4246 |
20 |
1100 |
|
6 |
4020 |
21 |
1000 |
|
7 |
4015 |
22 |
800 |
|
8 |
3800 |
23 |
650 |
|
9 |
3532 |
24 |
649 |
|
10 |
3000 |
25 |
600 |
|
11 |
2265 |
26 |
600 |
|
12 |
2000 |
27 |
500 |
|
13 |
1500 |
28 |
445 |
|
14 |
1500 |
29 |
400 |
|
15 |
1500 |
30 |
350 |
|
小計 |
71022 |
||
8 鈦材
在日本，生產(chǎn)鈦加工材（主要指軋材）有五家公司，分別是神戶制鋼所、新日鐵住金、JFE不銹鋼、大同特殊鋼、愛知制鋼公司。日本生產(chǎn)的鈦加工材分為板、帶、焊管、無縫管、棒、線、鍛件、鑄件等，其中鈦帶所占比例最大。
美國是世界上最大的鈦加工材生產(chǎn)國，目前主要有三大鈦材生產(chǎn)企業(yè)——TIMET、RTI和ATI公司，其產(chǎn)量合計約占美國鈦加工材總量的90%，另有11家公司生產(chǎn)鈦錠，30家公司生產(chǎn)鈦鍛件、軋制產(chǎn)品和鑄件。
美國鋁業(yè)、阿勒格尼技術(shù)有限公司（ATI）、寶雞鈦業(yè)股份有限公司、美國精密鑄件公司和俄羅斯VSMPO-AVISMA公司占據(jù)著50%~60%的鈦材市場份額。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司是航空領(lǐng)域最大的軋材制品供應(yīng)商。
圖8 2016年日本鈦加工材產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
圖9 2016年日本國內(nèi)鈦加工材不同領(lǐng)域應(yīng)用比例
2017年中國共生產(chǎn)鈦加工材55404t，同比增長12.0%。我國鈦材生產(chǎn)重點企業(yè)有30余家，鈦材綜合產(chǎn)能約5萬噸/年，但生產(chǎn)、應(yīng)用、研究鈦材的骨干企業(yè)不超過10家。
表7 中國鈦材主要生產(chǎn)企業(yè)
|
序號 |
生產(chǎn)企業(yè) |
序號 |
生產(chǎn)企業(yè) |
|
1 |
寶雞鈦業(yè) |
8 |
中鋁沈加 |
|
2 |
西部材料 |
9 |
西部超導(dǎo) |
|
3 |
攀長鋼 |
10 |
江蘇天工 |
|
4 |
湖南湘投金天 |
11 |
云南鈦業(yè) |
|
5 |
常熟中鋼精密 |
12 |
北京中北 |
|
6 |
青海聚能 |
13 |
忠世高新材料 |
|
7 |
洛陽725所 |
14 |
東方鉭業(yè) |
我國鈦加工材進口量為7225 t，較2016 年增長21. 6%； 鈦加工材出口量為15610 t，較2016 年增長13. 9%。
我國普通鈦材產(chǎn)量位居世界首位，中低產(chǎn)鈦材產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。盡管我國擁有完整鈦產(chǎn)業(yè)鏈的國家，但在產(chǎn)業(yè)鏈后端發(fā)展不足，市場產(chǎn)品主要以中低端產(chǎn)品為主，高端鈦材技術(shù)相對落后，缺乏質(zhì)量可靠、市場認(rèn)可的高端產(chǎn)品。我國鈦加工材以中低端的板材、棒材和管材為主，約占鈦材總產(chǎn)量的50%、20%和13%左右。其中，鈦板材產(chǎn)品以“片式”軋板為主，冷熱軋帶卷產(chǎn)品少；管材產(chǎn)品以無縫管為主，焊管少。我國鈦加工材以中低端產(chǎn)品為主，產(chǎn)品附加值低。隨著各地方鈦企業(yè)的無序擴張，使得鈦材產(chǎn)品出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過剩，產(chǎn)品價格持續(xù)下降。
圖10 2015~2017年中國各類鈦材產(chǎn)量
目前，我國急需的鈦合金短板產(chǎn)品有鈦合金型材、深海裝備用鈦合金大規(guī)格材料及大型部件、高強高韌鈦合金材料、緊固件用鈦合金高品質(zhì)棒絲材、飛機液壓系統(tǒng)用鈦合金管材及管路系統(tǒng)制備成形技術(shù)、海水管路系統(tǒng)用鈦合金超大口徑無縫管材及管件和核動力用鈦合金異型管材。
國內(nèi)外鈦材料技術(shù)水平差距
高溫鈦合金
我國高溫鈦合金研究和應(yīng)用主要集中在600℃和650℃高溫鈦合金。研制的600℃高溫鈦合金主要是Ti60和Ti600，650℃高溫鈦合金主要是由中科院金屬所和寶鈦集團研制的Ti65鈦合金。與國外600℃高溫鈦合金相比，國內(nèi)高溫鈦合金的總體性能穩(wěn)定性還低于國外。
世界上關(guān)于耐蝕鈦合金的研究自20世紀(jì)50年代就已經(jīng)開始。我國對耐蝕鈦合金的研究自20世紀(jì)70年代開始，已成功地仿制了Ti-15Mo、Ti-32Mo、Ti-15Mo-0.2Pd、Ti-2Ni、Ti-0.2Pd、Ti-0.3Mo-0.8Ni、Ti-0.5Ni-0.05Ru等合金，研究工作還不是很充分、深入，基礎(chǔ)研發(fā)能力不足。
高強高韌鈦合金與國外相比也同樣存在總體性能穩(wěn)定性和組織均勻性還低于國外。
我國研制的船用鈦合金強度級別（σ0.2）分別為：320MPa，490MPa，590MPa，630MPa，780MPa，800MPa和1l50MPa；其相應(yīng)的牌號為：工業(yè)純鈦，Ti-31，TA5（含TA5-A），Ti-70，Ti-75，Ti-80，TC4，TC4 ELI和Ti-B19合金。材料品種有板材、管材、型材、鍛件、鑄件等。與國外發(fā)達國家相比，在船用鈦合金應(yīng)用研究方面還存在較大的空白 。
為降低較高的鈦合金成本，美國、日本等國研制了成本相對較低的鈦合金，均得到實際應(yīng)用。低成本鈦合金及鈦合金的低成本化制備技術(shù)近幾年在我國受到高度重視，但總體研究工作中缺乏應(yīng)用驗證考核以及大力的應(yīng)用推廣宣傳工作。
國內(nèi)外鈦材加工技術(shù)水平差距
鈦合金精密鑄造技術(shù)
近年來，國外鈦合金精鑄技術(shù)發(fā)展很快，如開發(fā)了鈦精密鑄造+熱等靜壓+熱處理技術(shù)，可保證鈦合金鑄件質(zhì)量接近于β退火的鈦合金鍛件;開發(fā)了浮熔鑄造技術(shù)，采用減壓吸引法進行鑄造，澆注時很少產(chǎn)生紊流，基本無氣泡夾雜，很少產(chǎn)生鑄造缺陷。我國的鈦精鑄技術(shù)起步于20世紀(jì)60年代，在借鑒國外技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由于受到整個工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的制約，同國外相比精密鑄造技術(shù)還有較大差距。
國外鈦合金等溫鍛造的研究已有30年的歷史，等溫鍛造的大型鈦合金鍛件已經(jīng)生產(chǎn)了幾十種。等溫鍛造的硬件條件已很成熟，如溫控器、常應(yīng)變率控制器和微型計算機的反饋系統(tǒng)等。低應(yīng)變速率等溫鍛造可以顯著改善鈦合金的顯微組織質(zhì)量。而國內(nèi)鈦合金等溫鍛造的研究起步較晚，只有個別鈦合金產(chǎn)品采用了等溫鍛造，鍛造工藝控制等方面還有待提高。
國外鈦合金表面處理主要采用微弧氧化、熱擴散、氣相沉積、熱噴涂、離子注入、激光表面合金化等技術(shù)在鈦及鈦合金表面制備耐磨和抗高溫氧化防護涂層，并在鈦合金產(chǎn)品上得到普遍應(yīng)用，而國內(nèi)的鈦合金表面處理技術(shù)的研究起步相對較晚，現(xiàn)在仍處于起步階段，個別航空件產(chǎn)品進行了應(yīng)用研究。
在超塑性成形、鈦合金返回料回收利用、鈦合金激光熔化堆積快速成型等技術(shù)方面國內(nèi)外的差距很大，這些技術(shù)都是限制鈦合金在武器裝備等高精尖領(lǐng)域推廣應(yīng)用的瓶頸。
國內(nèi)外鈦材產(chǎn)品差距
大型鈦合金鍛件
大型鈦合金鍛件用于制造大型構(gòu)件，屬于機身結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵件，其結(jié)構(gòu)形式、材料以及鍛件的性能與質(zhì)量，直接關(guān)系到飛機的可靠性、壽命與成本。大型鍛件的結(jié)構(gòu)整體化成為先進飛機的重要發(fā)展方向。
在鈦合金大型整體模鍛件的生產(chǎn)的裝備和技術(shù)水平方面，我國與美、俄等先進國家有較大差距。
國外對于鈦合金大規(guī)格管材主要采用擠壓及熱軋工藝進行生產(chǎn)，目前國內(nèi)主要采用擠壓、鍛造等工藝來制備大規(guī)格鈦合金管材，采用擠壓可生產(chǎn)的管材尺寸較??；而鍛造法生產(chǎn)管材工藝操作難度大，可生產(chǎn)的管材長度有限，組織均勻性也不理想。
國外鈦及鈦合金在艦船、海洋工程上已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。我國的海軍裝備與俄羅斯、美國等發(fā)達國家相比還比較落后，還處于剛剛起步的階段。為了加強我國的國防實力，大力推廣鈦的高端裝備在海洋工程上的應(yīng)用十分必要和緊迫。
在超塑性成形、鈦合金返回料回收利用、鈦合金激光熔化堆積快速成型等技術(shù)方面國內(nèi)外的差距很大，這些技術(shù)都是限制鈦合金在武器裝備等高精尖領(lǐng)域推廣應(yīng)用的瓶頸。
歐美國家憑借技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢，突破了大規(guī)格鈦合金厚板的制備技術(shù)，制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，如AMS、MIL、GOCT等系列標(biāo)準(zhǔn)，可批量生產(chǎn)多種Ti-6AL-4V等鈦合金寬厚板材。
國內(nèi)鈦企業(yè)僅能批量生產(chǎn)的TC4鈦合金厚板。
國外的鈦工業(yè)發(fā)達國家可穩(wěn)定的批量供應(yīng)0.5～0.8mm厚度的鈦帶，廣泛應(yīng)用于飛機、航天器、潛艇、核電站等高新技術(shù)領(lǐng)域以及冶金、化工、裝飾等民用領(lǐng)域。
國內(nèi)雖已建成若干套鈦管焊接生產(chǎn)線，尚不具備（或還未形成）完整的規(guī)模性生產(chǎn)體系，每年仍需大量進口鈦帶和鈦焊管，其價格和需求量均受控于人 。
美國、俄羅斯從上世紀(jì)六十年代開展了鈦合金擠壓型材的研發(fā)工作，鈦合金型材在航空、航天工業(yè)廣泛應(yīng)用。美國只能生產(chǎn)500～5000mm2的機加工型材，俄羅斯不但能生產(chǎn)機加工型材，還能生產(chǎn)非機加工型材、變斷面型材和空心型材。我國鈦合金型材的應(yīng)用還是個空白，至今仍不能批量生產(chǎn)鈦及鈦合金擠壓型材，沒有建立相應(yīng)的型材生產(chǎn)工程化研究所需條件。
在超塑性成形、鈦合金返回料回收利用、鈦合金激光熔化堆積快速成型等技術(shù)方面國內(nèi)外的差距很大，這些技術(shù)都是限制鈦合金在武器裝備等高精尖領(lǐng)域推廣應(yīng)用的瓶頸。
鈦合金大型整體精密鑄件是我國航空、航天、艦船領(lǐng)域迫切需求的關(guān)鍵材料（產(chǎn)品），受到整個工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的制約，在制模用模料、制型殼、熔模鑄造設(shè)備同工業(yè)發(fā)達國家相比我國熔模鑄造技術(shù)還有較大差距?，F(xiàn)有的熔模精密鑄造技術(shù)存在污染嚴(yán)重、熔模制作周期長、成本高、成型困難、對溫度敏感、易變形等缺點。
美、日、俄等鈦合金技術(shù)先進國家，在20年前就已采用熱連軋機組軋制鈦合金線、棒材；國內(nèi)鈦合金線、棒材熱軋主要采用落后的橫列式軋機，速度慢、產(chǎn)品精度低；鈦絲生產(chǎn)大量采用單模低速轉(zhuǎn)盤拉絲機，拉絲速度僅2～3米/分鐘，與國外生產(chǎn)效率相差數(shù)十倍。我國鈦加工材產(chǎn)量居世界第一，但2017年絲材產(chǎn)量占比僅為1.3%。
TA18是目前最適合于制作先進飛機上耐高壓輕質(zhì)導(dǎo)管的理想材料。在歐美等國家的軍、民用飛機上大量成熟應(yīng)用。
國內(nèi)該類型管材處于研究開發(fā)的起步階段，尚未形成系統(tǒng)、成熟、穩(wěn)定的生產(chǎn)技術(shù)，試制的產(chǎn)品性能水平和穩(wěn)定性均與國外先進水平存在較大的差距，因此制約了鈦合金管材在航空、航天領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
國內(nèi)大面積高品質(zhì)鈦鋼復(fù)合板制備技術(shù)和生產(chǎn)工藝仍存在一定問題，尤其在結(jié)合率和復(fù)合板性能上仍達不到這些領(lǐng)域的特殊要求，因此大面積鈦鋼復(fù)合板仍主要依賴于進口。目前國內(nèi)大多只能生產(chǎn)25m2以下的鈦鋼復(fù)合材料且質(zhì)量穩(wěn)定性還需進一步提高，25m2以上的鈦鋼復(fù)合材料進口依賴程度高，不僅需要花費大量外匯，而且對我國化工設(shè)備制造極為不利，關(guān)鍵時刻必將受制于人 。
9 下游產(chǎn)業(yè)
日本鈦加工材的應(yīng)用與美國存在差異，日本85%的鈦材用于航空之外的領(lǐng)域，如化工、電力、海水淡化、汽車、建筑、醫(yī)療、電子、體育休閑、機械加工等。
美國80%的鈦材用于航天。美國的鈦加工材主要用于大型民航客機、軍用飛機、航天火箭、導(dǎo)彈、汽車等，其典型產(chǎn)品為飛機結(jié)構(gòu)件、鈦制動機件、壓氣機葉片和基座、汽車發(fā)動機等。
俄羅斯鈦材加工總量的50%以上應(yīng)用于航空領(lǐng)域。VSMPO-AVISMA公司鈦材產(chǎn)品應(yīng)用占比為：發(fā)動機制造30%，航空制造20%，船舶制造26%。
我國鈦材主要用于低端產(chǎn)業(yè)，而2017年航空航天方面的應(yīng)用只占總量的16.3%，遠遠低于其他國家的利用占比。體現(xiàn)出我國高端鈦材加工能力的不足。
圖11 2017 年中國各應(yīng)用領(lǐng)域鈦加工材使用量所占比例
航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進軌道交通設(shè)備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等幾大重點領(lǐng)域，均與鈦行業(yè)密切相關(guān)，這必將連續(xù)拉動國內(nèi)鈦消費平穩(wěn)增長，中國鈦行業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時也迎來了發(fā)展機遇。
根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計，2017年中國鈦加工材在航空航天、船舶、電力和海洋工程等高端領(lǐng)域用鈦量出現(xiàn)不同程度的增加。從總量上看，艦船領(lǐng)域的增長幅度最大，增加了1106噸，其次是電力（952噸）、體育休閑（682噸）和航空航天（567噸），這反映出了我國鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向以及鈦加工材在高端領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
對于國內(nèi)航空航天、核電等多個領(lǐng)域用到的高端鈦材，國內(nèi)企業(yè)無論在資質(zhì)還是在生產(chǎn)技術(shù)與工藝方面均不能達到要求，相應(yīng)的需求均主要依賴進口，存在巨大的進口替代空間。
圖12 2014~2017 年中國各應(yīng)用領(lǐng)域鈦加工材使用量
來源：材易通
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