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美国、欧洲、俄罗斯的钛工业现状及未来展望

发布日期:2018-02-28 作者: 点击:

前言

第二次世界大战以后,在美国钛开始作为工业材料呈现在世人眼前。当时人们认为这才是人类期待已久的金属,钛作为梦幻金属非常受欢迎。钛只有铁的一半重,但比强度高于铁,为当时日益发展的航空宇宙、特别是喷气式飞机提供了不可或缺的材料。二战结束之后,在冷战开始的最初十年间,与前苏联陷入冷战的美国加大力量开发战略材料,政府、学校、民间也都投入资金进行钛合金的研究和开发。

上世纪五六十年代,人们期待钛的普及程度能仅次于铝、不锈钢,因此许多企业都对钛抱有浓厚的兴趣,然而好景不长,大多数企业都纷纷舍钛而去。原因就是材料价格高得超乎想象,且难以降低,因此只能使用在军事、航空宇宙等特殊领域。尤其是美国从军用飞机用钛开始,就将钛作为国策既定材料进行储备,对钛给予相当优惠的政策,因此钛业工作者都对华盛顿的游说活动十分尽心,此举导致对于钛工业发展而言降低价格这一不可或缺的技术开发工作大为滞后。

钛与其他金属材料在生产上最大的不同就在于海绵钛的制备。美国虽然在世界范围内第一个开始钛的开发工作,但在最重要的海绵钛制备工艺技术开发上却迟迟未见行动,产量日益减少,且后来需要依靠日本的技术。欧洲则在上世纪90年代初期就已经不生产海绵钛了。

另一方面,前苏联虽直至1957年才开始海绵钛的生产,但钛材不仅在航空航天领域得到了应用,在纯钛核潜艇等海洋方面也大展身手。80年代后半期海绵钛的产能已超过了10万吨。之后,前苏联解体,钛企步入困难时期,钛厂也被关闭。

......

寄语未来钛工业

钛本身具有优良特性,重量轻、强度高、耐腐蚀。因此,航空航天领域以及要求高耐蚀性的化工领域也愿意采用价格较贵但性能良好的钛材。另一方面,由于价格居高不下,虽然原料充足但需求量却不大。近10年虽然需求量翻番,但海绵钛也只有20万吨,钛加工材10万多吨,因此钛现在依旧位居稀有金属行列。若要摆脱稀有金属的阵营,需求量和产量都要超过100万吨。

怎样才能使钛摆脱稀有金属的阵营呢?

传统特殊领域用钛继续保持稳健发展即可。但非特殊领域则要求价格低廉,也就是廉价是第一要素。价格便宜了,应用领域也就自然而然地扩宽了。也就是说,同样大小的钛材,如果能将价格控制在不锈钢的两倍以内(目前是5倍),需求量上面就不成问题。到时候,汽车的消声器、排气系统、燃料电池、船舶、海洋建筑物等需求量极大的领域都会纷纷采用钛材。不过,价格真的能够降到那么低吗?

通过采用一些新技术,如改良的克罗尔法、从TiO2直接生产廉价海绵钛、开发真空连续板材铸造设备,应用真空加热连续热轧、连续冷轧技术以及真空连续退火方法等可以得到成品率高且价格低廉的纯钛带。这些方法如果只针对即使高价也会因钛材优异特性采用它的领域,那么钛材的推广普及就不可能实现。因此,必须要像普及不锈钢那样将降低成本的技术改进工作进行到底,这才是未来钛行业发展的方向。

结语

世界上的飞机大多由欧美国家生产,可以说欧美的航空航天工业引领着世界。欧美的钛工业今后将会继续着眼于为航空航天领域服务以及其他特殊领域的用钛进展。未来飞机产业虽然也会顺利发展,但飞机用钛量基本是固定的,不会出现太大增长。如本文所述,欧美的钛工业离不开航空航天领域的支撑。

正如不锈钢那样,使钛材应用于一般工业领域,这才是钛工业的发展方向。欧美以及俄罗斯一直是航空航天领域用钛的佼佼者,今后,希望一直处在民用领域领先地位的日本和近年来钛工业发展迅猛的中国等亚洲国家能够取代这些国家活跃在航空航天领域。


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