鈦合金未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)：市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)提升

• 黃文玉 2023年9月11日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì) 1266 82
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鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高。

一、鈦合金的概念及分類

鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金。70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質(zhì)異晶體：882℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)α鈦，882℃以上為體心立方的β鈦。

合金元素根據(jù)它們對(duì)相變溫度的影響可分為三類：①穩(wěn)定α相、提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為α穩(wěn)定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對(duì)提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。②穩(wěn)定β相、降低相變溫度的元素為β穩(wěn)定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等;后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。③對(duì)相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對(duì)鈦合金有顯著強(qiáng)化效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過(guò)多的氫會(huì)產(chǎn)生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

鈦是同素異構(gòu)體，熔點(diǎn)為1668℃，在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為α鈦;在882℃以上呈體心立方晶格結(jié)構(gòu)，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(titanium alloys)。室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α合金，(α+β)合金和β合金。中國(guó)分別以TA、TC、TB表示。

二、鈦合金的應(yīng)用及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長(zhǎng)速度發(fā)展。世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬(wàn)余噸,鈦合金牌號(hào)近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業(yè)純鈦(TA1、TA2和TA3)。

在國(guó)內(nèi)鈦合金消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，化工行業(yè)占比最大，占比約為53%，航空航天占比第二，約為21%，遠(yuǎn)低于50%左右的國(guó)際平均航空航天用鈦材比例，我國(guó)航空用鈦材市場(chǎng)還存在較大潛力。2014至2019年，我國(guó)鈦合金行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從108.1億元人民幣增長(zhǎng)至142.3億元人民幣，年復(fù)合增長(zhǎng)率為7.11%。在我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整與升級(jí)的背景下，高端鈦合金市場(chǎng)空間龐大，具有高附加值的高端鈦合金需求將穩(wěn)步增加。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年鈦合金行業(yè)深度分析及投資價(jià)值研究咨詢報(bào)告》顯示：

目前我國(guó)鈦合金行業(yè)的主要企業(yè)為西部超導(dǎo)(棒絲為主)、西部材料、寶鈦股份(品質(zhì)齊全，海綿鈦?zhàn)宰悴⑼怃N)。高端鈦材訂單集中于西部超導(dǎo)和寶鈦股份兩家龍頭，合計(jì)占據(jù)超過(guò)95%以上的市場(chǎng)份額，已經(jīng)形成較為穩(wěn)固的雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局。西部超導(dǎo)以棒絲材為主，側(cè)重航空領(lǐng)域，寶鈦股份品種齊全，板、帶、管、棒、線等廣泛應(yīng)用于航空航天，亦值得重視。

鈦合金的硬度人于350 HBS或300 HBS都難進(jìn)行切削加工，但困難的原因不在于硬度方面，而在于鈦合金本身的力學(xué)、化學(xué)、物理性能問(wèn)的綜合，切削加工特點(diǎn)表現(xiàn)為：變形系數(shù)小;切削溫度高;主切削力小而背向力大;切屑呈擠裂狀，加工表面易生成硬脆變質(zhì)層;粘刀現(xiàn)象嚴(yán)重。所以鈦合金加工設(shè)備需要克服以上問(wèn)題，并且具有高剛性、高穩(wěn)定性，高精度保持性，主軸熱平衡性，高效率、重切削等特點(diǎn)功能。

鈦合金需求方面，我國(guó)鈦材使用以化工領(lǐng)域?yàn)橹?，航空航天領(lǐng)域鈦材需求量快速增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鈦鋯鉿分會(huì)的統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)在化工領(lǐng)域的銷量占總銷量比例為50%左右。在航空航天領(lǐng)域，鈦材銷量保持快速增長(zhǎng)。

三、鈦合金行業(yè)市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

2021年是中國(guó)“十四五”規(guī)劃的開局之年，也是中國(guó)建立新發(fā)展格局、自主創(chuàng)新、科技強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵時(shí)期，未來(lái)鈦行業(yè)在航空、航天、航發(fā)、飛機(jī)、艦船、石化、生活用鈦、深海、醫(yī)療、建筑、新能源、新材料、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)上仍有較大的市場(chǎng)發(fā)展機(jī)遇和市場(chǎng)空間。

高端鈦材應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求巨大，同時(shí)，高端鈦材涵蓋的行業(yè)既包括“一帶一路”戰(zhàn)略重點(diǎn)支持的“走出去”行業(yè)，也屬于“中國(guó)制造2025”大力推動(dòng)的重點(diǎn)領(lǐng)域，將獲得國(guó)家政策的大力支持。“十四五”期間，新能源基建和新能源汽車的發(fā)展將是重頭戲，未來(lái)再國(guó)家政策的推動(dòng)下，市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)提升。

在超萬(wàn)億的龐大國(guó)防開支下，我國(guó)鈦合金加工設(shè)備行業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)繼續(xù)保持穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。在國(guó)家戰(zhàn)略背景下，中國(guó)鈦合金加工設(shè)備產(chǎn)業(yè)的國(guó)家模式不斷擴(kuò)大，鈦合金加工設(shè)備企業(yè)總資產(chǎn)和收入不斷增加。近年來(lái)鈦合金加工設(shè)備總收入增長(zhǎng)率明顯強(qiáng)于同期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率。除了資產(chǎn)和收入的穩(wěn)步增長(zhǎng)，鈦合金加工設(shè)備企業(yè)的盈利水平也在逐年提高。預(yù)計(jì)“十四五”時(shí)期中國(guó)鈦合金加工設(shè)備行業(yè)整體利潤(rùn)水平較強(qiáng)，業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)明顯擴(kuò)大。

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