钛行业前景如何？

钛及其合金因其低密度(4.51g/cm3)、高强度(有的可达1000MPa)、高比强度和优异的高低温性能，被广泛应用于航空、航天等行业，成为军工行业不可缺少的结构材料。此外，钛及其合金在许多化学介质中具有优异的耐腐蚀等综合性能，已被石油、化工、医药、体育等民用行业广泛接受，并逐渐取代各种金属材料，在短时间内跃居金属材料使用的第三位。

1789年发现钛，1908年挪威和美国开始用硫酸法生产二氧化钛，1910年在实验室首次用钠法生产海绵钛，1948年杜邦用镁法生产海绵钛，标志着海绵钛的工业化。

反应过程如下:TiO2+Cl2 → TiCl4。

四氯化钛+镁→钛

可以看出，钛的生产过程涉及剧毒的化学介质氯气(二战中的化学武器)和贵金属镁，反应过程需要大量的能量，这也是钛价格昂贵的原因。这种工艺冶炼出来的钛材不能用于生产，因为它还是多孔疏松的，看起来像海绵，称为海绵钛。海绵钛将被放入真空自耗电弧炉中熔炼钛锭，用于生产板、棒、管和其他形式的钛材料。

中国钛资源丰富，矿产相对集中。换算成二氧化钛，其总储量达到90多亿吨，居世界第一。钛矿主要分布在四川、云南、广东、广西、海南等省，其中攀枝花地区储量占世界总储量的35%。然而，与世界钛矿主产区相比，我国天然金红石(TiO2)资源少，易于开发利用的砂矿少。钛矿多为钛钒铁共生岩矿，选冶初期成本高。说到这里，有必要提一个故事。当初攀钢炼钢后的炉渣就堆在攀钢的一个角落里。很长一段时间都没有发现这种炉渣中其实含有贵金属钛。后来我去攀钢考察，提出要买我们的渣，让我们国家重视攀钢渣的具体面目，当然拒绝了日本。

中国的钛工业始于20世纪50年代。1954，北京有色金属研究总院开始研究海绵钛的制备技术。1956年，国家在12发展规划中将钛列为战略金属。1958年在抚顺铝厂实现海绵钛工业试验，建立了全国第一个海绵钛生产车间，同时在沈阳有色金属加工厂建立。

1980左右，我国海绵钛产量达到2800吨。但由于当时大多数人对钛金属的认识不足，钛材的高价也限制了钛的应用，钛加工材的产量只有200吨左右，因此中国的钛工业陷入困境。

截至2003年底，我国海绵钛年生产能力为4000吨，其中遵义钛厂3000吨(2005年扩建工程基本完成，年产5000吨以上)，抚顺钛厂1万吨。由于近年来中国可持续国民经济对钛的需求强劲，上述两个工厂均可满负荷生产，2003年总产量为4000多吨，2004年为4809吨。

2002年中国进口海绵钛2147吨，出口11吨，进口2136吨。2003年6月+0-11，中国进口海绵钛2609.9吨，出口72.7吨，进口2534.2吨。

2002年中国生产海绵钛3328吨，实际销售3079吨；2003年中国生产海绵钛4112吨，销售4128吨。但由于国际化学工业和航空航天工业的规模化发展，国际钛材一直供不应求，导致了2002年以来中国钛材的疯狂崛起。

2002年中国主要钛加工企业钛产量在不同领域的分布情况如下表所示:

中国主要钛加工企业钛产品在不同领域的销售分布(%)

钛加工材的产能取决于钛锭的产能，即国家拥有的真空自耗电弧炉的总吨位。中国基本上有20000 t/a的钛锭生产能力，按70%钛材计算，基本上有14000 t/a的生产能力。

据初步统计，2003年中国实际生产钛约6000吨，约占世界总产量的10%。可见我国的钛加工业并不是很发达，需要时间和投入。

目前，中国钛加工制造业在地理上体现了“三分天下”的格局:

以宝鸡为中心的西北地区。该区以宝鸡有色金属加工厂及其控股的宝鸡钛业有限责任公司为龙头，形成了中国专业化程度最高、加工设备最系统、产品规格最多的钛加工制造基地。西北地区的钛主要供应给国家军工生产部门和民用装备生产部门，部分出口到波音、麦道、劳斯莱斯等著名公司。

东北钛加工及装备制造集团主要由沈阳有色金属加工厂、抚顺特殊钢板有限公司和沈阳东方钛业有限公司组成，该地区中小企业众多，钛装备制造相当活跃。由于东北是中国的老重工业基地，不缺人才。缺的是加强管理和综合组织的能力，特别是有地方优惠政策的支持，也会形成一定的气候。

长三角钛加工及装备制造集团主要由宝钢集团上海舞钢有限公司、南京宝钛中汇集团有限公司和张家港宏达钢管厂组成。长三角地区有色金属设备的加工能力已经可以体现中国在这方面的实力。每年都有大量质量可靠的有色金属装备出口，一些质量和管理成功的企业已经进入军工制造的大门。虽然没有大规模的军工生产，但也能充分说明我们的制造能力，以及钛在军事上的应用前景。

2005年前后，我国海绵钛和钛加工材的单机产能达到5000吨/年的基本经济规模，振兴东北规划中的5000吨/年海绵钛项目基本可以实现我国几代钛工业工作者的夙愿，必将使我国成为钛工业强国。

世界上能完成钛矿-冶金-加工-钛装备制造和科研-设计-应用两套完整体系的国家只有四个:美国、苏联/俄罗斯、日本和中国。这也是现代冶金工业的典范。下表可以反映世界上一些主要钛制造商的近况。

从上表可以看出，主要的钛生产国都是发达国家和前苏联国家(中国除外)，钛生产技术的特殊性使得资金不足的国家进退两难。钛材料作为主导世界航空工业的金属，正在成为一些国家谋求世界航空主导权的工具。想必大家都知道，俄罗斯总统弗拉基米尔·普京最近下令合并俄罗斯几大飞机制造商，成立联合航空制造集团。这只是俄罗斯人民寻求航空主导权的第一步。紧接着俄罗斯媒体披露，俄罗斯国防出口公司正在与钛合金巨头Avisma进行股权收购谈判。这说明在当前的国际形势下，俄罗斯不仅在能源排上大放厥词，还利用“安达线”和“安娜线”把中日绑在一起取乐，把魔爪伸向稀有金属战略领域，企图为俄罗斯崛起制造人为条件！

由于Avisma是全球飞机制造业最大的材料供应商(供应波音公司35%的钛和空客公司50%的钛)，除了每年供应25-45万吨波音公司的产品(包括镁合金)外，还需要增加深加工产品的份额。同时，俄罗斯也与波音和空客有合作项目(新飞机R&D和制造公司)。不难看出俄罗斯将材料优势转化为技术转移的筹码的野心。我已经向苏霍伊公司提供了贷款担保，以确保后者的RRJ支线飞机开发计划顺利进行。我觉得如果一款支线飞机这么刺激，十有八九不是针对中国的ARJ21，而是俄战前的训练行为，可见维也纳崛起之心是很强的。

二、钛在国防工业中的应用

(1).钛在中国国防工业中的应用

无论是美国还是俄罗斯，其钛材料主要用于飞机制造和造船。近年来，中国的这两个领域发展迅速，新飞机正在批量生产，许多项目正在研究中。估计这两个领域钛的使用量会大大增加，也有报道说我们的F10使用了更多的钛合金。前段时间，有网友在铁血网站上发布了强5战斗机中国新型钛合金发动机罩和机翼钛合金连接器的图片。可见，中国在钛合金的使用上早已成熟。久而久之，我们钛合金的应用也能让航天工业突飞猛进。在空间领域，我国首台大型全钛紫外空间望远镜也已制造完成并完成测试，钛合金在空间领域的应用前景广阔(见下图)。

每种钛合金都有自己的用途。众所周知钛合金应用于飞机制造和航空航天工业，尤其是社会生活和机械工业，如眼镜架、高尔夫球杆、超级运动自行车等。但对其在陆军和海军中的应用却知之甚少，相关文章和说明也不多。以下是高性能钛合金在我国国防工业中的一些应用。

1.发动机行业:

钛5Al2.5Sn高强度钛合金-齿轮套筒、发动机壳体、叶片盖

钛8Al1Mo1V高温钛合金-发动机叶片、陀螺导流罩、内蒙皮

钛合金6Al4V(抗拉强度≥895MPa)热处理强化钛合金芯机叶片和叶轮。

2.航空业:

钛6Al2Sn强化钛合金-紧固件、导向装置和重要结构

钛4AlMo1V钛合金-飞机骨架

钛Sn5Zr1Mo钛合金-起落架、飞机承重架、紧固件

3.航空和航天工业

钛合金1m 1315-火箭盘和导弹基座部件

钛合金1m 1550-导弹动力叶片套筒

钛合金T-A6V——航天器的主要材料

4.军事工业

中国成功研制了83-1和83-2两种迫击炮。83-1 82式迫击炮广泛使用钛合金，使全炮重量降低到18.1 kg，极其方便小队、排等小单位实施袭扰战。

钛A7D— —装甲车辆力学分析的新锻件

钛A6Z5W—-反坦克火箭(导弹)、地空导弹罩等抗蠕变要求高的部件。

钛1m1551 ——装甲车辆的高速旋转部件。

5.海军工业

LT41钛合金-船舶大面积蒙皮

3.7114钛合金——焊接性和成形性优异，适用于各种水密舱室。

钛V13CA钛合金-蜂窝船体，承重框架

钛合金在船舶上的应用前景非常广阔。这和钛合金的强度和韧性有关，也和耐腐蚀性有关。钛在海水中极其稳定，所以基本上可以认为船体不会被腐蚀，既可以降低维护成本，又可以减轻船体重量，对船舶来说是一大好处。另外，需要提两点:第一钛是非磁性的，对抵抗磁性检测很有帮助。至于什么是磁矿，不值得担心。二是与先进的船舶复合涂料有着天然的融合。未来要用的隐身复合材料有一个缺点，就是和以前舰艇用的高强度特殊钢发生反应。由于电位差，海水中容易产生电偶，加速腐蚀。这种东西在052上试验过，用不了多久就会生锈，但是这些涂层可以和钛合金完美结合。

(2)钛在其他国家国防工业中的应用。

世界上很多退役、服役或在研的武器装备都使用钛及其合金结构件。随着现代战争模式的改变，现代部队的快速机动能力非常突出，所以对于陆军来说，需要依靠运输机的能力来实现快速机动，这就要求陆军原本就很重的装备尽可能的轻。比如现在各国都希望自己的火炮能够快速有效的转移到另一个地方，以达到战略或战术目的，这必然会让钛合金在火炮领域的发展一片光明。比如美国的M777轻型榴弹炮，由于使用了钛合金外壳，战斗总重量已经降到了3.175吨，可以通过V22或者C130空运，实现快速机动的能力。同样，英国的UFH超轻型155毫米火炮使用1吨钛合金不到4吨。在空军和海军装备领域更是如此。以下是钛合金成功应用的一些典型例子:

①飞机用钛数据(未标明空白消耗量)

国际钛协会在2002年6月于美国奥兰多举行的年会上发布了以下飞机用钛的新数据:

1.计划于2004年问世的第一架超大型客机空客A380采用45t/架-65t/架的钛；(见下图)

2.波音客机，钛消耗量占其总重量的15%-17%(净重)；

3.F15战斗机，结构用5.75t钛，两台喷气发动机用5t钛；(见下图)

4.F22战斗机(在研)，结构用36t钛，两台发动机用5t钛；(见下图)

5.联合研制的F35战斗机，结构采用钛10t，单发5t；(见下图)

6.F18舰载战斗机，钛消耗量占其总重量的12%-13%(净重)；(见下图)

7.C-17大型运输机，钛消耗量占其总重量(净重)的10%；(见下图)

8.欧洲EF2000将减少钛的用量，改用复合材料。(见下图)

由此可见钛在世界航空航天领域的重要地位，尤其是在发动机制造和机体制造方面。

如前所述，俄罗斯加强战略稀有金属钛管控的意图引起了美国的关注。毕竟钛在美国下一代战机中的使用比例非常大。如果俄罗斯国防出口公司控制了Avisma的大部分股份，国际钛合金价格必然上涨，因此F-22和F-35项目存在不确定因素。因此，美国最大的钛制造商蒂梅特公司最近来到中国寻求潜在的合作伙伴，希望在中国市场找到类似的俄罗斯供应商，或者成立合资公司，在美国的项目中使用中国生产的钛，价格非常有优势，质量可靠，可以说对美军F-22和F-35的未来项目非常有帮助。(让我郁闷~ ~ ~)

全球的材料供应对国防工业的影响如此突出是罕见的，这是自二战钢铁短缺以来的第一次，因此F-22和F-35的价格将取决于未来钛的供应。

如今，全球经济逐渐走出低谷，国际航空业开始呈现恢复性增长。国际钛工业也随着这股浪潮迎来了新的快速增长期，中国企业也将迎来新的机遇。(难过还是开心？)

近几年是第四代战机更新换代的开始。之后的几年，每年都会有很多新战士进入部队。新战机的选择非常讲究，很有前瞻性。在未来几年，军事和航空工业将不可避免地成为钛的最大用户。

Mold最近公布了一种由潜艇携带的新型无人攻击机的概念。“鸬鹚”无人机长5.8米，翼展4.86米，属于反复使用的无人战斗机。“鸬鹚”是由著名的洛克希德·马丁臭鼬工厂提出的概念设计。因为它的出入通道主要是海水，所以整机采用钛合金制造，防止腐蚀。起飞总重不到4吨，可携带有效载荷453公斤。主要用于从俄亥俄级核潜艇的战略导弹发射装置上发射，主要用于摧毁沿海目标。机器的进气口位于机头，呈三角形。由于使用了钛合金，它的机身极其坚固，可以承受150英尺水深的压力。并且为了防止外部压力不稳定的发生，机体内部不必要的空间用特殊塑料填充。为了增加飞行的隐蔽性，其外形也采用了复杂的隐身设计。鸬鹚最大飞行速度预计可达880 km/h，巡航速度550 km/h，最高飞行高度10.7km，作战半径926 km，可续航3小时。钛的优良品质体现的淋漓尽致！(见下图)

(2)钛在海军中的应用。

钛在海军上的应用也非常广泛，主要应用国家是苏联/俄罗斯潜艇。

“阿库拉”级攻击核潜艇:“阿库拉”级采用水滴型，双壳，内层为钛合金。由苏联著名的“孔雀石”潜艇设计局设计，共青城造船厂和北德文斯克造船厂制造。(见下图)

塞拉级攻击核潜艇:俄罗斯的塞拉级(又称S级)多用途攻击核潜艇。可以说是俄罗斯复杂的核潜艇家族中最神秘的一个。主要原因是塞拉级艇采用钛合金双壳，其深潜、高速、火力强、隐身性能好令人印象深刻。但造价非常昂贵，绰号“金鱼”，只造了四艘。(见下图)

至于潜艇上钛的巅峰，我还是觉得应该授予台风级:苏联建造了6艘台风级潜艇，台风是第一艘。“台风”级的特殊之处在于，它拥有鱼雷、导弹、动力装置等一整套独立的导航和作战系统；采用双壳结构，储备浮力32%左右。两枚炮弹之间的距离超过3米，增强了水下爆炸和碰撞的能力。每艘台风级舰用钛量在9000吨左右，相当于中国一年的钛总产量！可见苏联时期对军队的投入是多么巨大。(见下图)

苏联/俄罗斯的钛壳核潜艇，比如阿尔法级之类的，还没有形成一定的气候，就不描述了。潜艇上的钛不仅用于壳体，还用于潜艇的管道和冷凝器。目前，几乎所有潜艇和水面舰艇上的冷凝器都是由钛制成的。可以说，在潜艇和舰船的使用寿命中，一般不需要更换钛制冷凝器，一方面可以节省维护成本，另一方面也不会因为冷凝器故障而降低出勤率。

因为材料的价格和产量，很少有其他国家的潜艇使用钛壳的报道。

钛及其合金的性能是毋庸置疑的。各种钛合金的冶金工艺对于大国来说也是很常规的事情，只是考虑到成本。随着经济的发展，国防的特殊要求也能得到保障，因此钛及其合金在未来的民用和军用领域将迎来快速发展。同时，钛及其合金将大大提高一些特殊设备的性能。

钛及其合金的未来不可估量！