鈦合金行業(yè)研究:產(chǎn)量約占全球一半航空航天鈦材需求快速增長(zhǎng)_第1頁(yè)
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鈦合金行業(yè)研究:產(chǎn)量約占全球一半,航空航天鈦材需求快速增長(zhǎng)1鈦及鈦合金1.1鈦:儲(chǔ)量豐富、加工難度大的稀有金屬鈦在地殼中的豐度為0.56%,在所有元素中排第9位,儲(chǔ)量遠(yuǎn)高于許多常見(jiàn)的金屬,僅次于鐵、鋁居于第三位。由于鈦熔煉技術(shù)復(fù)雜、加工難度大,鈦被歸為“稀有”金屬。目前,世界上僅美國(guó)、俄羅斯、日本、中國(guó)四個(gè)國(guó)家掌握完整的鈦工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。有利用價(jià)值的鈦礦物主要是鈦鐵礦(FeTiO3)和金紅石(TiO2)。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)《MineralCommoditySummaries2022》資料顯示,截至2021年末,全球鈦鐵礦儲(chǔ)量為7.0億噸,占比93%,金紅石儲(chǔ)量為0.49億噸,占比7%。全球鈦資源主要分布在澳大利亞、南非、中國(guó)、印度和肯尼亞等國(guó)。中國(guó)鈦鐵礦儲(chǔ)量2.3億噸,占全球總儲(chǔ)量的33%,居世界第一。但是我國(guó)的鈦資源中鈦鐵礦多,金紅石礦少;貧礦多,富礦少;無(wú)單一鈦礦,均為多金屬共生礦,鈣、鎂雜質(zhì)含量高,采選冶煉技術(shù)難度大。鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈有兩條不同的分支,即鈦材工業(yè)和鈦白粉工業(yè)。在鈦材工業(yè),從鈦鐵礦和金紅石采選開(kāi)始,制造海綿鈦,然后制成各種金屬產(chǎn)品,用于航空航天、化工、船舶等領(lǐng)域;在鈦白粉工業(yè),從鈦鐵礦和金紅石采選開(kāi)始,通過(guò)化學(xué)過(guò)程生成化工中間產(chǎn)品鈦白粉,用于涂料、塑料和造紙等行業(yè)。海綿鈦為鈦材行業(yè)基礎(chǔ)原材料,但不同的下游運(yùn)用領(lǐng)域?qū)>d鈦的品質(zhì)等級(jí)要求不同。根據(jù)海綿鈦國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),按鈦含量、雜質(zhì)含量的高低和硬度按等級(jí)由高到低,海綿鈦可劃分為0A級(jí)、0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí);按粒度大小,一般為0.83mm-25.4mm,小粒度為0.83mm-12.7mm,細(xì)粒度為0.83mm-5.0mm。高端鈦合金生產(chǎn)原料以0級(jí)海綿鈦為主。例如,西部超導(dǎo)采購(gòu)的海綿鈦主要為0級(jí)和1級(jí)海綿鈦,以0級(jí)為主,顆粒度為3mm-12.7mm的小顆粒,并對(duì)相關(guān)參數(shù)有特殊的內(nèi)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一般的民用鈦合金相關(guān)企業(yè)采購(gòu)的均為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的海綿鈦,西部鈦業(yè)采購(gòu)的海綿鈦主要為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的1級(jí)海綿鈦和部分0級(jí)、2級(jí)海綿鈦。國(guó)內(nèi)海綿鈦產(chǎn)量近幾年持續(xù)增長(zhǎng)。2020年,根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鈦鋯鉿分會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)12家海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì),共生產(chǎn)海綿鈦12.30萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)44.9%。1.2鈦及鈦合金類型海綿鈦(或海綿鈦加合金元素)經(jīng)熔煉形成鈦鑄錠,再經(jīng)鍛造、軋制、擠壓等塑性加工方法將鑄錠加工成材,即鈦材。根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鈦鋯鉿分會(huì)的數(shù)據(jù),2020年,我國(guó)鈦材產(chǎn)量達(dá)到近10萬(wàn)噸,占全球鈦材產(chǎn)量的50%以上。鈦材按是否添加合金元素、牌號(hào)、形態(tài)和用途等有多種分類方法。鈦合金是以鈦為基加入適量其他元素,調(diào)整基體相組成和綜合物理化學(xué)性能而形成的合金。按相組成鈦合金可分為:密排六方結(jié)構(gòu)的α型鈦合金(包括近α型合金)—即國(guó)內(nèi)牌號(hào)TA,體心立方結(jié)構(gòu)的β型鈦合金(包括近β型合金)—即國(guó)內(nèi)牌號(hào)為TB,兩相混合的α+β型鈦合金—即國(guó)內(nèi)牌號(hào)TC。2國(guó)內(nèi)鈦合金需求:以化工和航空航天應(yīng)用為主,航空航天需求快速提升鈦具有密度小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強(qiáng)等突出特點(diǎn),最早被應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域,現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域已向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用具等領(lǐng)域拓展,被譽(yù)為“現(xiàn)代金屬”、“戰(zhàn)略金屬”。我國(guó)鈦材使用以化工領(lǐng)域?yàn)橹鳌8鶕?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。近幾年,國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域鈦材需求量快速增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)在航空航天領(lǐng)域的銷量占比由2010年的9.7%提升至2020年的18.4%。國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域鈦材銷量保持快速增長(zhǎng)。2020年,國(guó)內(nèi)主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)在航空航天領(lǐng)域合計(jì)銷量約17228噸,同比增長(zhǎng)36.73%,較2010年3603噸的銷量復(fù)合增長(zhǎng)率為16.94%。航空鈦合金主要應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件以及航空緊固件等。飛機(jī)結(jié)構(gòu)鈦合金使用溫度要求一般為350℃以下,要求其具有高的比強(qiáng)度、良好的韌性、優(yōu)異的抗疲勞性能、良好的焊接工藝性能等,主要應(yīng)用部位有起落架部件、框、梁、機(jī)身蒙皮、隔熱罩等。發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金要求具有高的比強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性好、抗氧化和抗蠕變性能良好,主要應(yīng)用領(lǐng)域有壓氣機(jī)盤、葉片、鼓筒、高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)機(jī)匣等。航空緊固件用鈦合金要求具有較好的加工性、無(wú)磁性、耐腐蝕性等,主要包括鈦合金鉚釘、鈦合金螺栓等。2.1飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件:軍機(jī)和民機(jī)鈦合金用量均持續(xù)提升2.1.1機(jī)身結(jié)構(gòu)件鈦合金應(yīng)用:用于機(jī)翼、起落架、尾翼等重要結(jié)構(gòu)件鈦合金因密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕、耐高溫、無(wú)磁、可焊、使用溫度范圍寬(-269℃-600℃)等優(yōu)異性能,且能夠進(jìn)行各種零件成形、焊接和機(jī)械加工,在航空領(lǐng)域很快得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代初,軍機(jī)開(kāi)始使用工業(yè)純鈦制造后機(jī)身的隔熱板、機(jī)尾罩、減速板等受力較小的結(jié)構(gòu)件。20世紀(jì)60年代,鈦合金進(jìn)一步應(yīng)用到飛機(jī)襟翼滑軌、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要受力結(jié)構(gòu)件中。以美國(guó)F14戰(zhàn)機(jī)為例,鈦合金占F14戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)重量的26%,使用鈦制成的組件包括機(jī)翼結(jié)構(gòu)、起落架部件、尾部結(jié)構(gòu),以及小型緊固件、彈簧和液壓管等。采用鈦合金作機(jī)身材料有多方面優(yōu)勢(shì):1)替代鋼和鎳基高溫合金可大大降低飛機(jī)質(zhì)量;2)能夠滿足飛機(jī)強(qiáng)度要求,與鋁合金相比,60%左右質(zhì)量的鈦合金即可達(dá)到相同的強(qiáng)度。3)耐腐蝕性良好,鈦合金不需要表面防腐涂層或者鍍膜。4)與聚合物復(fù)合材料電化學(xué)相容性好。5)限制空間內(nèi)滿足強(qiáng)度要求,例如,波音

747的鈦合金起落架梁。軍用飛機(jī)方面,國(guó)外先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)用鈦量占機(jī)體結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的25%左右。美國(guó)F-35戰(zhàn)機(jī)鈦用量達(dá)27%,F(xiàn)-22戰(zhàn)機(jī)鈦用量高達(dá)41%,其機(jī)身主承力梁和框架采用鈦合金整體鍛造而成,創(chuàng)造了迄今為止戰(zhàn)斗機(jī)鈦用量的最高紀(jì)錄。美國(guó)B1轟炸機(jī)和B2轟炸機(jī)鈦合金用量分別為21%和26%。美國(guó)運(yùn)輸機(jī)用鈦量也由早期服役的C5的6%增至C17的10.3%,俄羅斯伊爾76運(yùn)輸機(jī)用鈦量更是達(dá)到了12%。民航飛機(jī)方面,由于復(fù)合材料的大量使用,與復(fù)合材料相容性更好的鈦合金用量也在逐步增長(zhǎng)??湛惋w機(jī)鈦用量從第三代A320的4.5%增至第四代A340的6%,A380的用鈦量增加到了10%,而A350客機(jī)的鈦用量進(jìn)一步提高到14%左右;波音飛機(jī)用鈦量從最初波音707的0.5%逐漸增至波音747的4%,再到波音777的7%,波音787的用鈦量已提高到15%左右,基本與空客飛機(jī)保持同步。俄羅斯的新型客機(jī)MS21鈦合金用量占比高達(dá)25%,是目前民用運(yùn)輸機(jī)鈦用量的最高紀(jì)錄。國(guó)內(nèi)方面,軍用殲擊機(jī)從初始用鈦量只有2%的殲8,逐漸增加至用鈦量為4%的殲10,殲11用鈦量增加到15%,殲20用鈦量達(dá)20%。大型軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)20的鈦合金用量為10%,與美國(guó)先進(jìn)的C-17運(yùn)輸機(jī)的鈦合金用量相當(dāng)。民用飛機(jī)上,商用客機(jī)ARJ21的鈦合金用量4.8%,而C919大型客機(jī)廣泛采用鈦合金,其用鈦量已達(dá)到9.3%,主要用于機(jī)頭、吊掛、尾翼、外翼和中央翼盒等。2.1.2機(jī)身結(jié)構(gòu)件鈦合金材料:Ti-64應(yīng)用最為廣泛,向更好的加工性能發(fā)展目前,在航空領(lǐng)域使用的鈦合金材料主要有TC4(美Ti-64合金)、TC18、TC21、TA15、TB6(美Ti-1023合金)等。Ti-64鈦合金是最早問(wèn)世同時(shí)也是最經(jīng)典的鈦合金,其設(shè)計(jì)使用溫度最高可達(dá)350℃。Ti-64不僅具有耐高溫性,還具有十分優(yōu)良的塑性加工性能,在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。TC18具有較大淬透性,適合制造大型鍛件。俄羅斯根據(jù)波音和空客等民機(jī)需求,在TC18合金基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了Ti-55531鈦合金。Ti-55531強(qiáng)度較高,而且具有優(yōu)越的淬透性和更寬的加工窗口,已在A380飛機(jī)吊掛接頭和起落架支柱等零件上使用。鑄造鈦合金方面,航空領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、用量最多的鑄造鈦合金是ZTC4鈦合金。我國(guó)研制和生產(chǎn)的鈦合金鑄件中,ZTC4和ZTA15合金用量占80%。此外,國(guó)內(nèi)常用的鑄造鈦合金還有ZTC3和ZTC6。ZTC3、ZTC6和ZTA15是航材院根據(jù)航空工業(yè)發(fā)展需求研制或仿制的高溫鑄造鈦合金和高強(qiáng)鑄造鈦合金,在減輕飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)重量、滿足高溫和高載以及腐蝕環(huán)境要求、提高機(jī)體壽命等方面發(fā)揮重要作用。2.2航發(fā)結(jié)構(gòu)件:主要用于航發(fā)冷端部件,新型鈦合金性能提升應(yīng)用范圍不斷拓寬2.2.1鈦合金主要用于航發(fā)冷端部件,用量占比持續(xù)提升鈦合金的使用是軍用航發(fā)提高推重比的關(guān)鍵。推重比是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能指標(biāo),最早航發(fā)推送比為2~3,四代航發(fā)推重比超過(guò)10。鈦在300~650℃溫度下具有良好的抗高溫強(qiáng)度、抗蠕變性和抗氧化性能,且質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高,使用鈦合金代替原鎳基高溫合金可使航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量降低,提高航發(fā)推重比。軍用航發(fā)方面,鈦合金一般用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇、高壓壓氣機(jī)盤件、葉片等轉(zhuǎn)動(dòng)部件和燃燒室、尾噴管等靜止件。在國(guó)外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,鈦合金用量已占發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的25%~40%,第3代航發(fā)F100的鈦合金用量達(dá)25%,第4代航發(fā)F119的鈦合金用量達(dá)40%。民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面,鈦合金同樣用于風(fēng)扇、壓氣機(jī)盤件、葉片等部件。以V2500航空發(fā)動(dòng)機(jī)為例,其鈦合金用量達(dá)31%,鈦合金零件主要集中于發(fā)動(dòng)機(jī)前部及外部工作溫度較低的位置,從高壓壓氣機(jī)后幾級(jí)開(kāi)始,溫度和壓力明顯升高,鈦合金零件使用較少。鈦合金零件使用范圍涵蓋機(jī)匣、轉(zhuǎn)子轂、轉(zhuǎn)子葉片、靜子葉片、軸承支撐、管路、支架等諸多零件,零件總價(jià)超過(guò)750萬(wàn)美元,相比V2500新發(fā)價(jià)格約1500萬(wàn)美元,價(jià)值占比約50%。2.2.2航發(fā)鈦合金性能要求高,新型鈦合金進(jìn)一步拓展應(yīng)用范圍在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用鈦合金,要求其在較高的溫度范圍內(nèi)具有很好的瞬時(shí)強(qiáng)度、耐熱性能、持久強(qiáng)度、高溫蠕變抗力和組織穩(wěn)定性等。α型、近α型和α+β型鈦合金在中高溫環(huán)境下具有良好的綜合性能,被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)?,F(xiàn)役航空發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的鈦合金主要有TC4、TC11、TC17和TA11等,用于發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇和壓氣機(jī)低溫段工作的葉片、盤、機(jī)匣等零件。TC4具有良好的塑性加工性能,TC17是一種高強(qiáng)、高韌和高淬透性的兩相鈦合金,由于使用溫度不高,廣泛應(yīng)用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)盤件等低溫部件。TC25鈦合金是前蘇聯(lián)研制的一種熱強(qiáng)鈦合金(俄牌號(hào)BT25),該合金含有鉬、鎢等高熔點(diǎn)元素,熱強(qiáng)性、耐熱性好,使用溫度達(dá)550℃,使用壽命達(dá)3000h,主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)盤盤件。隨著先進(jìn)航發(fā)對(duì)高性能鈦合金的迫切需求,600℃高溫鈦合金、阻燃鈦合金、TiAl和SiCf/Ti復(fù)合材料成為新型高溫鈦合金的發(fā)展重點(diǎn)。600℃高溫鈦合金適用于工作溫度為500℃-600℃的高壓壓氣機(jī)整體葉盤、機(jī)匣等;阻燃鈦合金適用于高壓壓氣機(jī)機(jī)匣、葉片等;TiAl合金適用于工作溫度在700℃-850℃的高壓壓氣機(jī)葉片、渦輪葉片等;

SiCf/Ti鈦基復(fù)合材料適用于高壓壓氣機(jī)整體葉環(huán)。TA29鈦合金在620℃仍具有良好的蠕變抗力,在其他性能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可延伸至620℃左右長(zhǎng)期使用。此外,TA29鈦合金在750℃-800℃仍能保持較高的抗拉強(qiáng)度,可在此溫度區(qū)間短時(shí)使用,應(yīng)用于超高聲速導(dǎo)彈、火箭、飛行器、空天飛機(jī)等裝備的機(jī)體構(gòu)件、蒙皮,以及所用發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件。TA29鈦合金已實(shí)現(xiàn)從3t型工業(yè)鑄錠熔煉、Φ300mm大規(guī)格棒材制備、大尺寸整體葉盤鍛件制備到整體葉盤零件機(jī)加工、檢測(cè)檢驗(yàn)、表面處理等全程制造。TB12和TF550是阻燃鈦合金,阻燃鈦合金是我國(guó)新型鈦合金的發(fā)展方向之一。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部件上,由于鈦合金具有易燃傾向,因而在鈦合金制件表面添加防鈦火涂層或采用阻燃鈦合金,P&W研制的Alloy-C(Ti-35V-15Cr)高穩(wěn)定性阻燃β型鈦合金,已用于F-22戰(zhàn)斗機(jī)的F119發(fā)動(dòng)機(jī)用壓氣機(jī)擋板、增壓器及噴嘴等部件。國(guó)內(nèi)以美國(guó)Alloy-C合金的成分為基礎(chǔ),研制了能在500℃長(zhǎng)期使用的TB12和在550℃長(zhǎng)期使用的TF550。TiAl合金兼具金屬和陶瓷的性能,在600℃-800℃,TiAl合金比強(qiáng)度優(yōu)于常規(guī)鈦合金,且具有良好的抗蠕變、抗氧化等性能。GE公司為

波音

787研制的GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪第6、7級(jí)葉片采用鑄造TiAl合金葉片取代鎳基高溫合金葉片,實(shí)現(xiàn)減重72.5kg。2014年,Mecachrome公司與法國(guó)Snecma公司簽訂TiAl合金供貨協(xié)議,Mecachrome將向CFM公司提供用于制造LEAP系列發(fā)動(dòng)機(jī)的TiAl合金低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片。除了航發(fā)鍛件,鈦合金精密鑄件在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上也有廣泛應(yīng)用。鈦合金鑄件具有制造成本低、周期短、原材料利用率高等優(yōu)勢(shì),可制造各種大型復(fù)雜整體零部件。例如,20世紀(jì)90年代初,我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦合金機(jī)匣采用分體鑄造再焊接成整體部件方式生產(chǎn),在使用過(guò)程中由于機(jī)匣焊接量大,部件剛性差,易產(chǎn)生疲勞裂紋,部件可靠性和壽命下降,難以實(shí)現(xiàn)全壽命使用。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求不斷提升,需采用結(jié)構(gòu)剛性更好、更為可靠的整體鑄件。國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)90年代起開(kāi)展大型鈦合金鑄件的研制工作,整體鑄造的中介機(jī)匣率先在XX10發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。大部分鑄造鈦合金基本上沿用了變形鈦合金的成分。ZTC4鑄造鈦合金使用最為成熟和廣泛,隨著航空領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)件的斷裂韌性要求越來(lái)越高,ZTC4等中強(qiáng)度鈦合金已無(wú)法滿足要求,高強(qiáng)度鑄造鈦合金越來(lái)越受到重視,例如Ti-15-3、Ti-10-2-3、Ti6-22-22S、Beta-C、8-21S、BT35等高強(qiáng)度鑄造鈦合金。2.3航天結(jié)構(gòu)件:滿足耐高溫、耐低溫、抗輻射等多種性能要求在導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中,為了減輕發(fā)射重量、增加射程以及提高結(jié)構(gòu)件使用溫度,也開(kāi)始大量使用鈦合金材料替代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金等材料。例如,新一代的巡航導(dǎo)彈飛行速度由過(guò)去的0.8馬赫提高到3.5馬赫甚至更高,導(dǎo)彈的表面溫度達(dá)到300℃-650℃,傳統(tǒng)鋁合金材料制造的隔框、蒙皮、油箱等無(wú)法滿足要求,必須使用鈦合金材料制造這些導(dǎo)彈部件。此外,巡航導(dǎo)彈使用的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)也大量使用鈦合金材料制造其結(jié)構(gòu)部件,包括壓氣機(jī)機(jī)匣、壓氣機(jī)盤、壓氣機(jī)葉片等部件。隨著艦艇防護(hù)裝甲能力的不斷提升與建造結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化改進(jìn),其對(duì)于反艦彈道的對(duì)抗能力不斷提升,為了進(jìn)一步提升反艦導(dǎo)彈對(duì)艦艇的殺傷威力,反艦導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部類型趨向于半穿甲型的方向發(fā)展。半穿甲型戰(zhàn)斗部需要在保證彈體強(qiáng)度的前提下穿透數(shù)層船板,殼體大都采用較厚的高強(qiáng)高韌合金材料制造,其裝填系數(shù)在20%~40%。一般來(lái)說(shuō),硬侵徹型半穿甲戰(zhàn)斗部的殼體由結(jié)構(gòu)鋼材料制成,近年來(lái)為了減輕整彈質(zhì)量、增加戰(zhàn)斗部裝藥量、加強(qiáng)毀傷能力以及滿足超音速飛行帶來(lái)的高溫效應(yīng)等,一些先進(jìn)的導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部開(kāi)始使用鈦合金材料制造,如美國(guó)的“斯拉姆”AGM-84H、“戰(zhàn)斧”Ⅱ等。俄羅斯經(jīng)驗(yàn)表明,半穿甲戰(zhàn)斗部殼體改用高強(qiáng)度、高韌性、密度相對(duì)較低的鈦合金材料后,裝填系數(shù)可提高到50%,戰(zhàn)斗部的毀傷威力顯著提高。2.4航空航天緊固件:鈦合金是航空航天緊固件主要材料緊固件是實(shí)現(xiàn)連接功能的基本零件,在航空領(lǐng)域廣泛使用。緊固件包括螺栓、螺柱、螺釘、螺母、墊圈、銷、鉚釘?shù)?,在飛機(jī)上用量極大,一架飛機(jī)所用的緊固件及彈性元件少則幾十萬(wàn)件,多則幾百萬(wàn)件。例如,俄羅斯伊爾-96飛機(jī)單架飛機(jī)使用緊固件達(dá)14.2萬(wàn)件,單架空客A380使用緊固件超過(guò)100萬(wàn)件。高減重、耐腐蝕、無(wú)磁性、與復(fù)合材料相容性好的鈦合金逐漸成為先進(jìn)飛機(jī)緊固件材料的首要選擇。隨著飛機(jī)先進(jìn)性的提高,對(duì)緊固件材料的要求越來(lái)越高。鈦合金用作航空緊固件有多種優(yōu)勢(shì):1)減重效果好;2)耐腐蝕性能好,尤其是鈦與碳纖維復(fù)合材料的電極電位相近,適合復(fù)合材料連接;3)耐高溫低溫性能好;4)鈦具有良好彈性和無(wú)磁,對(duì)于防止緊固螺栓的松動(dòng)和防磁場(chǎng)干擾至關(guān)重要。美國(guó)F-16、F-18、F-35、F-22、C-17等軍機(jī)廣泛采用鈦合金緊固件。F-15戰(zhàn)斗機(jī)用鈦合金緊固件占全機(jī)緊固件的73%,C-17大型軍用運(yùn)輸機(jī)使用了42.3萬(wàn)個(gè)鈦合金銷釘和24.1萬(wàn)個(gè)鈦合金螺栓;圖-204型客機(jī)采用940kg的BT16鈦合金緊固件后,飛機(jī)減重達(dá)688kg,波音

747型飛機(jī)采用鈦合金緊固件代替合金鋼緊固件后,其單機(jī)總重量減輕了1814kg。隨著緊固件用鈦合金材料的不斷研制和性能提升,鈦合金緊固件在航空領(lǐng)域用量有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。鈦合金緊固件的使用最早是美國(guó)將Ti-64

(TC4)螺栓用于B-52轟炸機(jī),隨后,Ti-64鈦合金逐漸成為美國(guó)和歐洲各國(guó)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的主要緊固件材料。采用TC4、BT16、TB2、TB3、TB5等材料制備的鈦合金緊固件旨在取代鋁合金和合金鋼材料,強(qiáng)度水平在1000MPa級(jí)以上;TB8合金制造的緊固件已逐漸取代高強(qiáng)鋼和TC4緊固件,強(qiáng)度水平在1250MPa以上。2.5國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域鈦合金需求有望持續(xù)提升2.5.1軍機(jī)市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng),航發(fā)需求有望獲得更快增速目前,我國(guó)航空航天領(lǐng)域鈦合金主要用于軍機(jī)及軍用航發(fā)。我國(guó)空軍現(xiàn)代化建設(shè)按三步走戰(zhàn)略展開(kāi)。近年來(lái),殲-20、運(yùn)-20、空警-500、紅-9B和新型電子戰(zhàn)飛機(jī)殲-16D、高空無(wú)人偵察機(jī)無(wú)偵-7等一大批新型國(guó)產(chǎn)主戰(zhàn)裝備,陸續(xù)加入人民空軍戰(zhàn)斗序列、投入實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練,形成戰(zhàn)斗力。新型軍機(jī)不斷列裝,新時(shí)代人民空軍歷史性跨入戰(zhàn)略空軍門檻。對(duì)比美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)仍有軍機(jī)數(shù)量較少、老舊機(jī)型占比偏多等不足,我國(guó)軍機(jī)數(shù)量補(bǔ)齊和軍機(jī)升級(jí)換代需求迫切。根據(jù)《WorldAirForce2021》,目前,我國(guó)大陸戰(zhàn)斗機(jī)1571架,不區(qū)分戰(zhàn)機(jī)代際劃分,從總量上看我國(guó)大陸戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量?jī)H為美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量的58%。從戰(zhàn)斗機(jī)構(gòu)成上看,美國(guó)現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全部三代以上,且現(xiàn)役四代機(jī)374架,占?xì)灀魴C(jī)總量(2152架)的17%,并加速列裝F-22、F-35等四代戰(zhàn)機(jī)。我國(guó)三代/三代半戰(zhàn)機(jī)規(guī)模和世界空軍強(qiáng)國(guó)還存在明顯差距,四代機(jī)殲-20僅少量列裝,且二代機(jī)占比尚有47%。2021年11月,我國(guó)東部戰(zhàn)區(qū)空軍某旅9架殲-7戰(zhàn)機(jī)退出戰(zhàn)斗序列,并列裝殲-10C戰(zhàn)機(jī)接替。國(guó)內(nèi)軍機(jī)面臨迫切的升級(jí)換代需求。軍機(jī)的研制定型周期較長(zhǎng),一個(gè)機(jī)型完成定型后一般在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)持續(xù)生產(chǎn)。以美國(guó)F-35戰(zhàn)機(jī)為例,2006年首架F-35戰(zhàn)機(jī)AA-1完成首飛,2011年美國(guó)空軍正式接受第一架低速率初始生產(chǎn)型F-35。之后,F(xiàn)-35的生產(chǎn)交付持續(xù)提升,2018年、2019年和2020年分別交付91架、134架和120架。2022年4月4日,洛馬公司發(fā)布F-35快報(bào),F(xiàn)-35戰(zhàn)機(jī)已完成超過(guò)780架的交付,相比其1月4日快報(bào)超過(guò)750架的交付量,2022Q1洛馬公司F-35交付約30架。參考國(guó)外軍機(jī)生產(chǎn)列裝經(jīng)驗(yàn),我國(guó)殲-20等主力戰(zhàn)機(jī)或正處產(chǎn)能攀升階段。殲-20戰(zhàn)機(jī)是我國(guó)自主研發(fā)的新一代隱身戰(zhàn)機(jī),于2011年1月進(jìn)行首飛。參考美國(guó)F-35戰(zhàn)機(jī)于2006年首飛,5年后于2011年首架F-35戰(zhàn)機(jī)交付空軍,近幾年產(chǎn)量持續(xù)提升的歷程,預(yù)計(jì)我國(guó)殲-20等主力戰(zhàn)機(jī)目前或正處產(chǎn)能攀升階段。新型戰(zhàn)機(jī)鈦合金用量提升增加對(duì)鈦合金的需求。美國(guó)F35戰(zhàn)機(jī)鈦合金占比達(dá)27%,F(xiàn)22戰(zhàn)機(jī)鈦合金占比甚至達(dá)到41%;國(guó)內(nèi)來(lái)看,殲10用鈦量為4%,殲11用鈦量達(dá)15%,殲20用鈦量達(dá)20%。假設(shè)四代戰(zhàn)機(jī)重量在15噸-20噸,若鈦合金用量為20%,則單架戰(zhàn)機(jī)含鈦合金3-4噸。運(yùn)輸機(jī)單架飛機(jī)較重,假設(shè)運(yùn)輸機(jī)重量100噸,若鈦合金用量為10%,則單架運(yùn)輸機(jī)含鈦合金10噸。軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面,國(guó)內(nèi)多型主力戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)換裝國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。殲-10C、殲-11系列戰(zhàn)機(jī)以及殲-20等國(guó)內(nèi)主力戰(zhàn)機(jī)已陸續(xù)換裝國(guó)產(chǎn)航發(fā),說(shuō)明國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)足夠穩(wěn)定、可靠,具備大規(guī)模換裝的條件。此外,國(guó)產(chǎn)大型軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20也換裝了國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。從軍機(jī)的研制生產(chǎn)歷程看,殲-20、運(yùn)-20等高性能軍機(jī)或正處加速列裝期,換裝國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)將大幅提升對(duì)國(guó)產(chǎn)航發(fā)的需求。2.5.2國(guó)內(nèi)民機(jī)市場(chǎng)空間廣闊,需求逐步釋放國(guó)外民航飛機(jī)對(duì)鈦合金用量較大。2020年波音公司和空客公司商用飛機(jī)機(jī)身鈦消費(fèi)量合計(jì)約4.3萬(wàn)噸,其中,B737機(jī)型鈦消費(fèi)量約700噸;

B747機(jī)型鈦消費(fèi)量約500噸;B777機(jī)型鈦消費(fèi)量約1萬(wàn)噸;B787機(jī)型鈦消費(fèi)量約1.2萬(wàn)噸;A320機(jī)型鈦消費(fèi)量約為1.5萬(wàn)噸;A330機(jī)型鈦消費(fèi)量約為1500噸;A380機(jī)型鈦消費(fèi)量約為2000噸。現(xiàn)代渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的30%左右為鈦合金。民航發(fā)動(dòng)機(jī)方面,預(yù)計(jì)2020年波音公司和空客公司商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)鈦消費(fèi)量合計(jì)約1.9萬(wàn)噸,其中B737機(jī)型鈦消費(fèi)量約為1000噸;B747機(jī)型鈦消費(fèi)量約為600噸;B777機(jī)型鈦消費(fèi)量約為1400噸;B787機(jī)型鈦消費(fèi)量約為5000噸;A320機(jī)型鈦消費(fèi)量約為9000噸;A330機(jī)型鈦消費(fèi)量約為1000噸;A380機(jī)型鈦消費(fèi)量約為500噸。ARJ21新支線飛機(jī)是我國(guó)自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中短程新型渦扇支線客機(jī),2014年底取得中國(guó)民航局型號(hào)合格證,2017年取得中國(guó)民航局生產(chǎn)許可證。目前,ARJ21已正式投入航線運(yùn)營(yíng)。2021年,ARJ21產(chǎn)品持續(xù)優(yōu)化,截止2021年12月26日,ARJ21已開(kāi)通航線233條,通航城市101座,運(yùn)送旅客突破410萬(wàn)人次。C919大型客機(jī)是我國(guó)按照自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī),于2015年11月2日完成總裝下線,2017年5月成功首飛。2021年1月,民航上海審定中心完成C919首次局方審定試飛,3月,中國(guó)商飛與東方航空簽署首批5架C919購(gòu)機(jī)合同,東方航空將成為全球首家運(yùn)營(yíng)C919的航空公司。CR929遠(yuǎn)程寬體客機(jī)是中俄聯(lián)合研制的雙通道民用飛機(jī)。CR929遠(yuǎn)程寬體客機(jī)采用雙通道客艙布局,基本型命名為CR929-600,航程為12000公里。此外還有縮短型和加長(zhǎng)型,分別命名為CR929-500和CR929-700。2018年,中國(guó)商飛與俄羅斯聯(lián)合航空制造集團(tuán)公司聯(lián)合確定CR929遠(yuǎn)程寬體客機(jī)的整體外形和尺寸等主要參數(shù)。國(guó)產(chǎn)民航發(fā)動(dòng)機(jī)研制持續(xù)推進(jìn),國(guó)產(chǎn)飛機(jī)采用國(guó)產(chǎn)航發(fā)將進(jìn)一步增加國(guó)內(nèi)航空領(lǐng)域鈦合金需求。中國(guó)航發(fā)商發(fā)首先啟動(dòng)了針對(duì)C919飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作,該發(fā)動(dòng)機(jī)是一型雙軸大涵道比直驅(qū)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),由1級(jí)風(fēng)扇、3級(jí)增壓級(jí)、10級(jí)高壓壓氣機(jī)、單環(huán)形燃燒室、2級(jí)高壓渦輪及6級(jí)低壓渦輪組成,風(fēng)扇葉片采用TC4鈦合金。2.5.3導(dǎo)彈是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)主要耗材需求有望快速增長(zhǎng),航天發(fā)射有望持續(xù)維持高位導(dǎo)彈是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)主要耗材,多重因素推動(dòng)導(dǎo)彈產(chǎn)業(yè)鏈快速增長(zhǎng):(1)導(dǎo)彈是我國(guó)實(shí)施非對(duì)稱戰(zhàn)爭(zhēng)戰(zhàn)略的核心手段。建國(guó)初期錢學(xué)森提出的

“先導(dǎo)彈后飛機(jī)”發(fā)展路線是非對(duì)稱戰(zhàn)略的核心體現(xiàn)。隨著我國(guó)軍事技術(shù)逐步提升,我國(guó)與軍事強(qiáng)國(guó)在軍機(jī)、戰(zhàn)艦等方面的差距正在逐漸縮小,對(duì)稱作戰(zhàn)手段獲得較快發(fā)展,但考慮到我國(guó)與軍事強(qiáng)國(guó)之間的差距并非短期內(nèi)可以彌補(bǔ),非對(duì)稱能力依舊將保持快速發(fā)展。(2)未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中,精確制導(dǎo)武器使用將進(jìn)一步提升。在近4次主要局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍依靠大量使用精確制導(dǎo)武器,取得了良好的作戰(zhàn)效果。精確制導(dǎo)武器的使用比例持續(xù)提升,從1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中使用精確制導(dǎo)武器數(shù)量占比7.6%到2003年伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中使用精確制導(dǎo)武器數(shù)量占比68.3%,提升了近8倍。在未來(lái)的高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,精確制導(dǎo)武器使用占比預(yù)計(jì)將進(jìn)一步提升。(3)戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)艦平臺(tái)數(shù)量提升以及備彈需求帶動(dòng)機(jī)載艦載導(dǎo)彈采購(gòu)。我國(guó)三代機(jī)、四代機(jī)、直升機(jī)、驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦等的列裝,對(duì)導(dǎo)彈的需求也日益增長(zhǎng)。殲擊機(jī)一般可掛載10枚左右的導(dǎo)彈,驅(qū)逐艦一般有數(shù)十到上百個(gè)垂直發(fā)射單元,考慮備彈以及消耗需求,預(yù)計(jì)戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)艦平臺(tái)掛彈的需求增速不低于戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)艦的增速。(4)更新?lián)Q代需求帶動(dòng)新定型裝備采購(gòu)。2019年國(guó)慶70周年閱兵中,首次亮相的新型武器裝備占比近四成,其中,東風(fēng)-17常規(guī)導(dǎo)彈、長(zhǎng)劍-100巡航導(dǎo)彈、東風(fēng)-41核導(dǎo)彈等武器裝備均為首次亮相,充分體現(xiàn)了我國(guó)國(guó)防科研自主創(chuàng)新能力。2021年珠海航展上,航天科工數(shù)十型裝備首次亮相,首次參展展品數(shù)量創(chuàng)歷屆之最。武器裝備升級(jí)換代將帶動(dòng)新型號(hào)裝備采購(gòu)。(5)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練消耗加大我軍導(dǎo)彈采購(gòu)。2021年6月,國(guó)防部例行記者會(huì)上,國(guó)防部新聞局副局長(zhǎng)、國(guó)防部新聞發(fā)言人任國(guó)強(qiáng)大校答記者問(wèn)提到,2021年各部隊(duì)開(kāi)訓(xùn)即掀起練兵熱潮,突出按綱施訓(xùn)打基礎(chǔ),堅(jiān)持實(shí)戰(zhàn)練兵強(qiáng)能力,與往年同期相比,全軍彈藥消耗大幅增加。實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練消耗將加大導(dǎo)彈采購(gòu)量。(6)軍貿(mào)市場(chǎng)需求日益旺盛。21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)軍工行業(yè)高速發(fā)展,同時(shí)“一帶一路”合作倡議對(duì)軍貿(mào)出口提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。目前我國(guó)軍貿(mào)正逐漸打開(kāi)全球市場(chǎng),軍貿(mào)產(chǎn)品種類不斷豐富、武器裝備性能不斷提高,近年來(lái)軍貿(mào)額呈持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。在火箭及空間飛行器方面,近幾年,我國(guó)及國(guó)際航天發(fā)射任務(wù)頻繁。2018年以來(lái),我國(guó)每年航天發(fā)射次數(shù)明顯增長(zhǎng)。2018年和2019年,我國(guó)航天發(fā)射次數(shù)分別為39次和34次,連續(xù)兩年位居世界第一;2020年,我國(guó)航天發(fā)射39次,僅次于美國(guó)44次航天發(fā)射;2021年,我國(guó)航天發(fā)射次數(shù)突破性增長(zhǎng)至55次,發(fā)射次數(shù)再次居世界首位,全球總發(fā)射次數(shù)達(dá)146次,為1957年以來(lái)最高,航天器總發(fā)射數(shù)量1846個(gè),創(chuàng)歷史新高,總質(zhì)量778噸,為2009年以來(lái)的最大值。預(yù)計(jì)未來(lái)航天發(fā)射將持續(xù)維持高位,航天宇航領(lǐng)域?qū)︹伜辖鸬男枨笥型€(wěn)步提升。2022年,中國(guó)航天發(fā)射次數(shù)將繼續(xù)維持高位,計(jì)劃開(kāi)展一系列重大任務(wù)。中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司在《中國(guó)航天科技活動(dòng)藍(lán)皮書(shū)(2021年)》發(fā)布會(huì)上指出,2022年,航天科技集團(tuán)計(jì)劃安排50余次宇航發(fā)射任務(wù);全年載人航天空間站工程將完成6次重大任務(wù),全面建成以天和核心艙為控制中心,問(wèn)天、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙為主要實(shí)驗(yàn)平臺(tái),常年有人照料的空間站;長(zhǎng)征六號(hào)甲運(yùn)載火箭將開(kāi)展首飛。2.6化工領(lǐng)域用鈦量較大,近幾年用量保持較快增長(zhǎng)國(guó)內(nèi)化工領(lǐng)域用鈦量占所有鈦材用量的50%左右。2020年,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)32家主要鈦材生產(chǎn)企業(yè)在化工領(lǐng)域的鈦材銷售量達(dá)47513噸,占鈦材銷量的50.8%。鈦合金良好的耐蝕性能使其成為化工工業(yè)中不可替代的理想結(jié)構(gòu)金屬材料,從最初的純堿和燒堿工業(yè),發(fā)展到化肥、有機(jī)合成、染料、制鹽工業(yè)、海水淡化等。(1)制堿行業(yè)目前,氯堿工業(yè)中已廣泛采用鈦材來(lái)制造金屬陽(yáng)極電解槽、離子膜電解槽、濕氯冷卻器、精制鹽水預(yù)熱器、脫氯塔、氯氣冷卻洗滌塔等。鈦材在制堿行業(yè)中的應(yīng)用已有近30年歷史,其制造技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)非常成熟。離子膜電解制堿是目前最先進(jìn)的制堿方式,在我國(guó)已有60%的生產(chǎn)線采用了離子膜電解槽。這種電解槽內(nèi)采用了大量高精度尺寸與嚴(yán)格形狀要求的鈦板、鈦鋼復(fù)合板、鈦網(wǎng)板等。另外,與生產(chǎn)線配套的氯氣尾氣收集設(shè)備,以及換熱器、儲(chǔ)存罐等設(shè)備也都應(yīng)用了大量鈦板。這些設(shè)備的維護(hù)或翻新周期為3-6年。(2)制鹽行業(yè)我國(guó)真空制鹽工業(yè)起步較晚,20世紀(jì)70年代初期才大量興起。真空制鹽過(guò)程高溫濃鹽鹵水對(duì)碳鋼設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,直接影響了設(shè)備能力的發(fā)揮及生產(chǎn)的正常運(yùn)行。鈦材以其優(yōu)異的耐腐蝕性能被推廣應(yīng)用到真空制鹽工業(yè)。為了防止真空制鹽過(guò)程中蒸發(fā)罐壁結(jié)鹽垢,在小型蒸發(fā)罐內(nèi)壁液面波動(dòng)處,嵌入高1100mm、厚0.7mm的TA2板。四川大安鹽廠、五通橋鹽廠兩套年產(chǎn)30×104t真空制鹽主體設(shè)備蒸發(fā)罐與料液接觸的部份,以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ效加熱室均采用TA2換熱管及鈦鋼復(fù)合板。僅此兩套制鹽裝置,便使用鈦管44噸,使用TA2板約10噸,鈦鋼復(fù)合板達(dá)360噸,使真空制鹽工業(yè)一躍成為用鈦板以及鈦鋼復(fù)合板的重要方向之一。(3)PTA行業(yè)PTA(精對(duì)苯二甲酸)在常溫下呈白色粉狀晶體,是生產(chǎn)聚酯纖維、樹(shù)脂、膠片及容器樹(shù)脂的主要原料,被廣泛應(yīng)用于化纖、容器、包裝、薄膜生產(chǎn)等領(lǐng)域。PTA裝備需要防蝕的部件主要為反應(yīng)器、交換器,而防蝕的方法有襯鈦或采用全鈦,襯鈦部件是有外層碳鋼來(lái)承擔(dān)介質(zhì)的壓力,而由內(nèi)襯鈦來(lái)抵抗介質(zhì)的腐蝕,全鈦部件則是完全由鈦來(lái)承擔(dān)介質(zhì)的腐蝕和壓力。2.7船舶、電力和海洋工程等領(lǐng)域用鈦量有望較快增長(zhǎng)國(guó)內(nèi),鈦合金在船舶、電力和海洋工程等領(lǐng)域應(yīng)用也表現(xiàn)出持續(xù)提升的趨勢(shì)。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)數(shù)據(jù),2020年,國(guó)內(nèi)32家鈦材生產(chǎn)企業(yè)在船舶、電力和海洋工程領(lǐng)域鈦材銷量分別為2743噸、4638噸和7240噸,占比分別為2.9%、5.0%和7.7%。(1)船舶領(lǐng)域:國(guó)內(nèi)目前船舶用鈦量較低,用量提升將大幅提高對(duì)鈦材的需求(2)電力方面:鈦材耐蝕性能優(yōu)異,用于濱海電站、核電凝汽器等電力方面,鈦材主要用于濱海電站凝汽器、核電凝汽器等。由于鈦在含有氯化物、硫化物等許多腐蝕性較強(qiáng)的熱水中具有較好的穩(wěn)定性,用鈦管取代銅鎳合金管后,可以大大提高使用壽命,減少檢修時(shí)間,經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。例如,中船725所研制的大型海水管路用鈦合金結(jié)構(gòu)件支架,成功應(yīng)用于浙江三門核電站項(xiàng)目。我國(guó)核電穩(wěn)步發(fā)展,對(duì)鈦材的需求有望持續(xù)提升。根據(jù)《中國(guó)核能發(fā)展報(bào)告2021》,“十三五”期間,我國(guó)核電機(jī)組保持安全穩(wěn)定運(yùn)行,新投入商運(yùn)核電機(jī)組20臺(tái),新增裝機(jī)容量2344.7萬(wàn)千瓦,商運(yùn)核電機(jī)組總數(shù)達(dá)48臺(tái),總裝機(jī)容量為4988萬(wàn)千瓦。根據(jù)國(guó)家能源局信息,“十四五”期間,我國(guó)將建成華龍一號(hào)、國(guó)和一號(hào)、高溫氣冷堆示范工程項(xiàng)目,積極有序推進(jìn)沿海三代核電建設(shè)。核電運(yùn)行裝機(jī)容量達(dá)到7000萬(wàn)千瓦。由此計(jì)算,“十四五”期間,我國(guó)核電新增裝機(jī)容量約2012萬(wàn)千瓦。(3)海洋工程領(lǐng)域:用于海水淡化及海洋油氣開(kāi)采等工程鈦具有合金強(qiáng)度高、比重小、耐海水腐蝕和海洋氣氛腐蝕等特點(diǎn),應(yīng)用于海洋油氣開(kāi)發(fā)、海港建筑、沿海發(fā)電站、海水淡化、船舶、海洋漁業(yè)、海洋熱能轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。海水淡化方面,十四五末我國(guó)海水淡化工程規(guī)模較2020年規(guī)模提升約76%,十四五期間海水淡化工程對(duì)鈦材需求有望超萬(wàn)噸。《2020年全國(guó)海水利用報(bào)告》顯示,截至2020年底,全國(guó)有海水淡化工程135個(gè),工程規(guī)模達(dá)165.11萬(wàn)噸/日?!逗K冒l(fā)展行動(dòng)計(jì)劃

(2021-2025年)》提出,到2025年,全國(guó)海水淡化總規(guī)模達(dá)到290萬(wàn)噸/日以上,新增海水淡化規(guī)模125萬(wàn)噸/日以上。若按平均日產(chǎn)1萬(wàn)噸的海水淡化裝置用鈦107噸計(jì)算,十四五期間新增海水淡化裝置的用鈦量約為13375噸

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