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2017年我國高端鈦材行業(yè)市場(chǎng)消費(fèi)量預(yù)測(cè)
2018/5/29 12:02:30 來源:中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關(guān)閉】
核心提示:鈦具有熔點(diǎn)高、比重小、比強(qiáng)度高、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),其商業(yè)價(jià)值在二十世紀(jì)五十年代開始被人們認(rèn)識(shí),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、軍工鈦具有熔點(diǎn)高、比重小、比強(qiáng)度高、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),其商業(yè)價(jià)值在二十世紀(jì)五十年代開始被人們認(rèn)識(shí),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、軍工等高科技領(lǐng)域。隨著鈦不斷向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、農(nóng)產(chǎn)食品、醫(yī)學(xué)、日常生活用品等行業(yè)推廣,鈦金屬日益被人們重視,被譽(yù)為“第三金屬”、“太空金屬”、“海洋金屬”和“萬能金屬”,因其是提高國防裝備水平不可或缺的重要戰(zhàn)略物資,又被稱為“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”。
金屬鈦及其合金憑借優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用
性能指標(biāo)高比強(qiáng)度耐蝕性極佳無磁性無毒性特種功能性能概述純鈦比重4.5g/cm3,約為銅、鎳的1/2,鋼的58%。鈦合金比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)居鋼鋁銅鎂等結(jié)構(gòu)用金屬之冠對(duì)鹽酸、硫酸之耐蝕性優(yōu)于不銹鋼,僅次于鎳基超合金;對(duì)海水耐沖蝕性優(yōu)于鎳基超合金、不銹鋼及Cu/Ni合金;對(duì)應(yīng)力腐蝕龜裂具免疫性在很大磁場(chǎng)中也不會(huì)被磁化,生物兼容性高,在人體內(nèi)不析出離子形狀記憶、儲(chǔ)氫、超導(dǎo)及抗菌等特種功能;紫外線照射下具有光催化反應(yīng),能抗菌、抗銹、除臭、防污等功能適用領(lǐng)域航空航天(飛機(jī)、火箭、飛船等)、武器、蒸汽渦輪機(jī)大葉片、汽車零部件等理想材料船舶制造、化學(xué)、石油工業(yè)、航空航天、核電、冶金電力工業(yè)等磁控設(shè)備、電子、精密機(jī)器用、醫(yī)療植體、制藥理想材料iNi合金為使用最廣的形狀記憶合金;Ti-Fe儲(chǔ)氫合金粉末;TiNb合金為最為廣泛應(yīng)用的超導(dǎo)材料;光催化材料數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
鈦材的生產(chǎn)工藝主要是先對(duì)海綿鈦熔鑄加工,制取鈦錠,再對(duì)鈦錠進(jìn)行鍛造,擠壓,扎制或拉伸,得到可供下游使用的鈦或鈦合金棒材、管材、板材、餅材、環(huán)材等制品。鈦材成材率低,加工過程中產(chǎn)生大量廢屑?xì)埩希率股a(chǎn)成本較高。目前,我國1噸鈦材約需要1.7噸海綿鈦原料。
鈦加工材的生產(chǎn)主要集中于中國、美國、俄羅斯、日本等國。2010年,我國超越美國成為世界第一大鈦材生產(chǎn)國,但我國大部分鈦材都應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,技術(shù)含量相對(duì)不高,而美國主要是航空鈦材等高端鈦材。
全球主要鈦材供應(yīng)國產(chǎn)量情況(單位:噸)
年份美國中國俄羅斯日本歐洲合計(jì)2010346153832321000137834000111721201115500509622720019358500014802020123980051557294501618350001419902013360004445329000120004000125453201449660201548646201649483數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
鈦具有低密度,高比強(qiáng)度,高溫性能好,耐腐蝕能力強(qiáng),和復(fù)合材料結(jié)合相容性優(yōu)異等突出優(yōu)勢(shì),這些優(yōu)勢(shì)決定了鈦和鈦合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣闊。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面,推重比(發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力與其自身重量之比)越高,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能越好。使用鈦合金不僅能減輕發(fā)動(dòng)機(jī)自身的質(zhì)量,而且能承受發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。在飛機(jī)機(jī)身方面,結(jié)構(gòu)質(zhì)量系數(shù)(飛機(jī)自重與起飛質(zhì)量之比)越小,飛機(jī)越輕便,推重比越高,同時(shí)也就能更省油。
全球商業(yè)航空的消費(fèi)比例達(dá)到46%,軍用鈦材比例為9%(主要為軍用航空),整個(gè)航空領(lǐng)域消耗鈦材比例超50%;工業(yè)消耗鈦材比例為43%,新興市場(chǎng)消費(fèi)鈦材比例為2%。但是,鈦制品需求結(jié)構(gòu)在地區(qū)上存在明顯差異,在擁有發(fā)達(dá)的航空航天和軍工國防工業(yè)的北美和歐盟地區(qū),尤其是美國,50%以上的鈦制品需求來自于航空航天和軍工國防領(lǐng)域。我國雖然是全球最大的鈦金屬生產(chǎn)國和消費(fèi)國之之一,但是我國鈦制品需求大部分來自化工領(lǐng)域,技術(shù)含量相對(duì)不高,航空航天領(lǐng)域高端需求占10%左右。具體到化工領(lǐng)域,鈦材應(yīng)用主要為抗腐蝕材料,六大應(yīng)用領(lǐng)域分別為氯堿、純堿、真空制鹽、石油化纖、精細(xì)化工和無機(jī)鹽。
全球鈦消費(fèi)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
我國鈦消費(fèi)結(jié)構(gòu)

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由于目前我國鈦材需求主要來自于化工領(lǐng)域,其中主要集中在“兩堿(氯堿、純堿)”,而近五年來我國兩堿行業(yè)產(chǎn)能過剩嚴(yán)重,行業(yè)景氣度每況愈下,兩堿領(lǐng)域投資需求下降,這致使我國鈦材整體需求不斷下降,根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),從2012年的5.03萬噸下降到2016年的4.42萬噸。
但是我們也看到非常好的一方面,我國航空航天鈦材需求量不斷增長,根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2016年航空航天鈦材消費(fèi)量為8519噸,較2015年消費(fèi)量增長24%。這與我國航空航天高速發(fā)展密切相關(guān),運(yùn)-20、J-20量產(chǎn),太行發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定量產(chǎn)。2016年我國化工鈦材消費(fèi)量為1.85萬噸,同比下降5%。隨著我國航空航天鈦材消費(fèi)量高速增長,未來有望超過化工領(lǐng)域鈦材消費(fèi)量。
我國鈦材下游消費(fèi)量結(jié)構(gòu)(航空航天鈦材快速增長)(噸)

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鈦合金在飛機(jī)上主要應(yīng)用兩大類:1)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件:主要用于骨架、蒙皮、機(jī)身隔框、起落架、防火壁、機(jī)翼、尾翼、縱梁、艙蓋、龍骨、緊固件、前機(jī)輪、拱形架等;2)航空發(fā)動(dòng)機(jī):主要用于風(fēng)扇葉片、壓氣機(jī)葉片、盤、軸和機(jī)匣等。
飛機(jī)的主要用鈦部件

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航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用鈦材部位示意圖(藍(lán)色部分)

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隨著航空制造朝著安全高效的技術(shù)要求發(fā)展,鈦及鈦合金在航空工業(yè)中使用量與應(yīng)用比例不斷增加,以美國波音公司制造的各代機(jī)型為例,B737、B747、B777飛機(jī)用鈦量分別是10噸、38噸、80噸。現(xiàn)今新型飛機(jī)更是加大了鈦材的使用量與比例,如波音B787的鈦材用量高達(dá)136噸,占比也大幅提高到15%,而空客A380的鈦材用量也高達(dá)146噸,占比提高至10%左右。
新一代客機(jī)的鈦使用量將急劇增加

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大飛機(jī)一般是指起飛總重超過100噸的運(yùn)輸類飛機(jī),包括軍用大型運(yùn)輸機(jī)和民用大型運(yùn)輸機(jī),也包括一次航程達(dá)到3000公里的軍用或乘坐達(dá)到100座以上的民用客機(jī)。
目前中國大飛機(jī)是著名的所謂三劍客即大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20、水陸兩棲飛機(jī)AG600、大型客機(jī)C919。其中大型軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20和大型水陸兩棲飛機(jī)AG600的總體研制由中航工業(yè)承擔(dān),大型民用客機(jī)C919的總體研制則由中國商飛承擔(dān)。
我國主要大飛機(jī)型號(hào)
型號(hào)簡介首飛時(shí)間交付時(shí)間運(yùn)-20中文名鯤鵬,又名“胖妞”,大型軍用運(yùn)輸機(jī)。2013年1月2016年7月C919中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的干線民用飛機(jī)。2017年4月預(yù)計(jì)2020年左右AG600中文名蛟龍-600,大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機(jī),也是是世界在研最大的水陸兩用飛機(jī)。2016年7月23日總裝下線,2017年2月13日成功試車。數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
C919是中國首款完全按照國際先進(jìn)適航標(biāo)準(zhǔn)和主流市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)自主研發(fā)的單通道干線飛機(jī)。2017年11月10日,我國自主設(shè)計(jì)研制的國產(chǎn)大型客機(jī)C919飛機(jī)101架機(jī)從上海浦東成功轉(zhuǎn)場(chǎng)至西安閻良,順利完成首次城際飛行。
中國民用航空局(CAAC)在2010年受理了C919型號(hào)合格證申請(qǐng),并按照程序開展相應(yīng)的適航審查工作。2017年4月,歐洲航空安全局(EASA)受理了C919型號(hào)合格證申請(qǐng)。據(jù)民航局官網(wǎng),中國民航局與美國聯(lián)邦航空局簽署的《適航實(shí)施程序》于2017年10月17日正式生效,該協(xié)議實(shí)現(xiàn)了兩國民用航空產(chǎn)品的全面對(duì)等互認(rèn),將有利于國產(chǎn)民用飛機(jī)進(jìn)入美國市場(chǎng)。
2017年9月19日,中國商飛公司與四家客戶簽訂總共130架C919訂單,其中有70架為確認(rèn)訂單,另60架為意向訂單。目前,C919大型客機(jī)客戶總數(shù)達(dá)到27家,累計(jì)訂單達(dá)到730架,確認(rèn)訂單和意向訂單約各占二分之一。
另外,還有我國研制的第四代戰(zhàn)斗機(jī)J20,殲-20(英文:ChengduJ-20,英文綽號(hào):FireFang,譯文:火獠牙/火牙/焰齒/翼龍)是中航工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司為中國人民解放軍研制的一款第五代雙發(fā)重型隱形戰(zhàn)斗機(jī),用于接替殲-10、殲-11等第四代空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)機(jī),首架工程驗(yàn)證機(jī)于2011年1月11日在成都實(shí)現(xiàn)首飛,2017年9月28日,在中國國防部行記者會(huì)上,國防部新聞發(fā)言人吳謙大校介紹殲-20飛機(jī)已經(jīng)列裝部隊(duì)。殲-20與美國的F22較為類似,在鈦材用量方面,估計(jì)和F22相似,將達(dá)到40%以上(F22用鈦量在40噸/架)。隨著未來J20大規(guī)模的量產(chǎn),這也將拉動(dòng)國內(nèi)高端鈦材的需求。我國鈦材企業(yè)較多,低端產(chǎn)品的競爭非常激烈,高端產(chǎn)品生產(chǎn)較為集中。
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