鈦材在商用航空及軍工領(lǐng)域中的應(yīng)用

鈦材主要用于商用航空及軍工領(lǐng)域。2011年世界鈦材的產(chǎn)量為148020噸，消費(fèi)量為10.81萬噸，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：商用航空占43%，工業(yè)48%，軍事6%，新興市場3%。我國的鈦材主要應(yīng)用于工業(yè)，其中，化工行業(yè)需求占50%，電力(12%)、冶金(4%)、體育休閑(9.4%)、制鹽(4.2%)，以及航空航天(8.5%)占比也較高。鈦材，航天軍工的優(yōu)異金屬材料。鈦具有熔點(diǎn)高、比重小、韌性好、抗疲勞、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應(yīng)力小等特點(diǎn)。目前，鈦多與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素造成造出高強(qiáng)度的輕合金，被應(yīng)用于航空、航天、軍工、艦艇等高科技及軍工領(lǐng)域，被譽(yù)為“太空金屬”、“海洋金屬”，是提高國防裝備水平不可或缺的重“戰(zhàn)略金屬”。

從鈦棒的行業(yè)需求結(jié)構(gòu)看,全球工業(yè)用鈦需求達(dá)40%以上,且工業(yè)用鈦分布的范圍廣,包括化工、電力、冶金、船舶、海洋工程等,它們隨著全球經(jīng)濟(jì)增長而穩(wěn)步增長。其中,航空業(yè)包括商用航空和軍用航空的用鈦量占全球鈦需求的一半左右,且航空業(yè)的運(yùn)行呈強(qiáng)周期波動的特征。在地區(qū)需求結(jié)構(gòu)方面,歐美航空業(yè)用鈦占全球總需求的近70%,亞洲地區(qū)鈦消費(fèi)則主要集中于工業(yè)和體育休閑,航空業(yè)占比不到20%。鈦在軍事領(lǐng)域的用途有飛機(jī)、軍艦、武器、導(dǎo)彈等。鈦在軍事領(lǐng)域最主要消費(fèi)還是集中在軍用飛機(jī)上。美國最早使用鈦合金的是F-86戰(zhàn)斗機(jī)，后來在F-111、F-14、F-15A戰(zhàn)斗機(jī)上都有廣泛應(yīng)用。隨著戰(zhàn)機(jī)的升級換代，對速度、操控性能的要求提升，軍用飛機(jī)對材料性能的要求越來越高，鈦材的使用逐漸增多；鈦材也用于建造軍艦，新型驅(qū)逐艦、潛艇等；同時，鈦材還用建造艦艇的螺旋槳、發(fā)動機(jī)部件、熱交換器、冷凝器、冷卻器、艦殼聲吶導(dǎo)流罩及各種管件。

此外航空發(fā)動機(jī)用鈦量潛力也很大，應(yīng)用在葉片、機(jī)匣等多個關(guān)鍵部件當(dāng)中。隨著，在役飛機(jī)及航空發(fā)動機(jī)總量增長，及航空發(fā)動機(jī)的更新?lián)Q代，全球航空發(fā)動機(jī)的建造量將從2013年的2890臺提升到2018年的3900臺，年增長率達(dá)6%。航空發(fā)動機(jī)性能的提高，在很大程度上是通過采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術(shù)的貢獻(xiàn)率約占50%—60%。“我們常講‘振興航空，動力先行’，關(guān)鍵技術(shù)研究先行，材料和工藝技術(shù)更要先行，特別是要加強(qiáng)新材料和新工藝技術(shù)的工程應(yīng)用研究和試驗(yàn)驗(yàn)證”。由于鈦合金的密度比鋼小得多，而強(qiáng)度又和鋼很接近，因此，它可以大大減輕飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)的重量。在軍機(jī)發(fā)動機(jī)上，由于軍機(jī)發(fā)動機(jī)的使用壽命要短于商用航空，對鈦材的需求增速也不慢。從歷史上看,鈦行業(yè)大的周期輪回都和航空業(yè)的冷暖相關(guān)。過去的近40年間,鈦價格的每次大幅上漲或下跌,主要都是由商業(yè)航空需求的變化引起。在近40年鈦市場的19次重大事件中,15次是需求面引發(fā)的,其中11次是商業(yè)航空需求變化引發(fā)。www.nmware.com力航鈦業(yè)認(rèn)為,本輪航空業(yè)復(fù)蘇回暖必將帶動航空鈦材需求的大幅增長。