航空工業(yè)是金屬鈦制品的最大市場。據(jù)資料報道，航空航天應用占全球鈦制品需求的30% 以上，航空工業(yè)中使用鈦合金的優(yōu)點很多，如使用在飛機發(fā)動機中的中等溫度部位時，鈦具有更高的疲勞強度、屈服強度和蠕變強度，較低的彈性模量，這樣在疲勞載荷情況下能夠減少應力。鈦合金的優(yōu)異的抗大氣腐蝕性能，能大大改善噴氣發(fā)動機中的壓縮性能。增大發(fā)動機的推力，改善推重比，提高發(fā)動機的效率。

鈦合金主要應用領域為飛機發(fā)動機和飛機骨架結構材料，包括發(fā)動機的葉片、盤或輪轂、入口導向葉片及飛機機身中的蒙皮、機架、縱梁、艙蓋、龍骨、起落架梁、信號板等。

世界鈦航空市場概況

世界鈦航空應用市場主要集中在美國、俄羅斯、歐洲等國家和地區(qū)。業(yè)內人士分析，由于飛機的更新?lián)Q代及對節(jié)能高效機型的需求，未來航空市場需求將會持續(xù)增長,需求的增長主要在新興國家及地區(qū)如中國、印度等發(fā)展中國家。據(jù)空客公司最新市場預測稱，到2032年亞太市場將代替歐洲及北美，引領世界空中交通的發(fā)展。目前，新興市場中有五分之一的人每年至少坐一次飛機，而到2032年這一數(shù)字將躍至三分之二。未來20年，亞太地區(qū)的空中交通將以每年平均5.5% 的幅度增加。印度空中交通的年增長率將達10% ，其次是中國和巴西，將以每年7% 的增速發(fā)展。據(jù)美國R T I報告，到2017年商業(yè)飛機機身用鈦需求將以每年12.1% 的速度增長，商業(yè)飛機機身用鈦軋材的裝運量將由2012年的5000萬磅增至8900萬磅。

2014年商業(yè)機身用鈦需求將由2013年的6100萬磅增至7400萬磅。未來每架飛機金屬使用量不斷增加，特別是新機型。預計2012-2017年，寬體式飛機金屬使用量每年增長10% ，窄體式飛機金屬使用量每年增長3% 。增長主要體現(xiàn)在機身用鈦方面。

緊固件需求或將在未來幾年達到峰值。美國兩大主要航空用鈦緊固件生產商之一的D ynam et公司稱，同原先設計的機型相比，新雙通道飛機，如波音787夢幻號及空客A 350，鈦緊固件用量相對較多。

總之，縱觀世界航空市場的發(fā)展及變化，預計未來飛機交付量將繼續(xù)增加，發(fā)動機用鈦增長放緩、飛機骨架用鈦總量繼續(xù)增加、緊固件需求將達峰值。

世界主要航空鈦材供應商

美國A T I、精密鑄件公司（PC C ）子公司T im et、俄羅斯V SM PO -A vism a及中國的寶鈦集團有限公司是世界主要航空用鈦材供應商。

A T I同波音商業(yè)飛機公司存在長期供貨合同。A T I稱每生產一架波音787，公司可獲利270萬美元，包括鈦及其它合金的機身及發(fā)動機零部件，如鍛件、鑄件、凈成形部件及某些軋材。該公司和波音公司將長期鈦材供貨合同已延長至2018年，并增加了高附加值產品及高級合金的供貨比例，高級合金包括A T I公司研制的A T I425合金。該合金通過改進性能和減小尺寸可實現(xiàn)降低飛機重量。

美國精密鑄件公司是一家全球綜合性復雜金屬零部件及產品制造商，其主要市場為航空航天及一般工業(yè)。2012年年底，PC C 成功收購了美國最大的鈦軋材生產商鈦金屬公司（T im et）。T im et是世界上鈦熔制品和軋制品的主導生產商，也是美國最大的海綿鈦生產商，其產品主要用于航空航天市場，主要銷售對象是波音公司、羅羅公司等。2013年美國精密鑄件公司鈦產品在每架787用鈦產品中的收益增加1000萬美元，且未來仍會繼續(xù)增加。

V SM PO -A vism a公司是目前世界上最大的鈦材生產企業(yè)之一，作為全球鈦材生產的領軍者，其鈦產品已占全球市場份額的四分之一，是為波音公司長期提供鈦軋材的三大供應商之一。目前，該公司70% 的產品用于出口，能夠滿足波音公司40% 、歐洲航空防務及航天公司60% 、巴西航空工業(yè)公司100% 的用鈦需求。公司擁有世界最大的75000噸水壓機，能生產重達3.1噸的鈦鍛件、單件重量770公斤以上的大型鑄件等。2009年，波音公司和V SM PO 建立了合資公司U BM ，兩家公司各占50% 股份，主要為波音787夢幻號加工由V SM PO 生產的鈦鍛件。

V SM PO 研發(fā)的最著名的合金之一是 T i5-5-5-3（即 T i-5A l-5M o-5V -3C r），該合金被用于新A 350X W B 雙通道飛機的起落架。T i5-5-5-3也被用于波音787夢幻號，性能相似于甚至超過起落架應用最頻繁的T i10-2-3（T i-10V -2Fe-3A l）。

寶鈦集團有限公司是中國最大、實力最雄厚、體系最完整的以鈦及鈦合金為主的稀有金屬材料專業(yè)化科研生產基地，是我國鈦工業(yè)的搖籃和旗幟，代表著我國鈦加工技術的最高水平。已通過了美國波音公司、法國宇航公司、歐洲空中客車公司、英國羅羅公司、G O O D R IC H 公司等公司的質量體系、工藝技術及產品認證和審核，可提供符合用戶要求的產品。

航空應用概況

鈦材的比強度高且具有優(yōu)異的高溫性能及耐腐蝕性能，因而廣泛用于航空工業(yè)。鈦材最主要用于溫度高達1100F 的噴氣發(fā)動機和飛機骨架部件以及一些重要的結構件。空客A 380和波音B787使用的鈦金屬量比之前建造的商業(yè)飛機用量都多，鈦在A 350X W B 機型上的用量也較大，如表1所示。

飛機用鈦材最大單一應用領域就是燃氣渦輪發(fā)動機。在多數(shù)現(xiàn)代噴氣發(fā)動機中，鈦合金部件重量約占飛機總重量的20％～ 30％，主要是飛機壓縮機部件，包括葉片、盤或者輪轂、入口導向葉片及外殼等。鈦是最常用的使用溫度高達1100 F（593℃）的發(fā)動機部件材料。如20世紀80年代，日本同英、美、德等國共同研制了中型客機用V 2500發(fā)動機，它采用了較多的鈦合金材料，具有重量輕、燃耗低、噪聲小、可靠性高等特點。發(fā)動機風扇殼體為T i-6A l-4V 合金，低壓和高壓壓縮機前端的圓盤、動翼、靜翼等均使用了鈦    材，如T i-6A l-4V 、T i-4V -4M o-2Sn-0.5Si。

鈦在飛機骨架結構件中的應用也很廣，從大型鍛造機翼結構件、起落架裝置到小型重要緊固件、彈簧及液壓管等均使用了鈦材。如空客A 380客機起落架使用的T i1023鈦合金鍛件有3.2噸重，4.2米長，是目前世界上最大的鈦合金鍛件。中國的C 919大型客機翼身組合體在核心制造技術上實現(xiàn)了多項突破 ：首次在國產機型上采用激光成形件加工中央翼緣條，最大尺寸3070m m ，最大重量196kg  。預計從2004年到2024年20年間機體結構件用鈦材將達約13.2萬噸。

目前，在單個項目中最有影響的應用的實例是T i-13V -11C r-3A l合金在SR -71“黑鳥”飛機上的應用，其應用部位包括機身、機翼梁和著陸架。此外，比較有影響的應用實例還有新型潛艇攜帶的“鸕鶿”無人攻擊機，因為其出入的通道主要是海水，因此全機為鈦合金制成，以防止腐蝕的產生，總起飛重量不超過4噸，可攜帶453千克的有效載荷。由于采用了鈦合金，其機體強度極高，可承受150英尺水深的壓力。

鈦合金所具有的獨特性能，讓其應用前景更加廣闊。以抗炮擊能力為例，由于鈦合金的抗炮擊能力顯著優(yōu)于復合材料，美國F-22戰(zhàn)斗機復合材料的用量由最初的44.7% 減至現(xiàn)在的24% ，而鈦合金用量則提高至41% 。軍機鈦合金的使用量比民機多，也是出于增強戰(zhàn)斗力的考慮。此外，另一具有斷裂韌性高、疲勞裂紋擴展速率慢等特點的新品種合金——高損傷容限鈦合金的出現(xiàn)，也是飛機上的鈦合金用量越來越多的重要原因。

結語

我國是世界鈦行業(yè)大國，鈦材產量居世界第一。但目前我國航空用鈦僅占全部需求的10% 左右，與國外相比差距很大。我國鈦生產企業(yè)要開拓鈦材在航空領域的應用市場，就應加強與航空應用、研究部門合作，多研發(fā)具有自主知識產權的航空用鈦材料及其產品，同時，加強生產管理和工藝技術水平，提高航空用鈦產品質量，擴大鈦合金在我國航空工業(yè)上的應用，提升我國航空用鈦水平，縮小與國外的差距，實現(xiàn)我國鈦材生產由大國向強國的轉變。可以相信，隨著我國大飛機項目的國產化戰(zhàn)略，我國鈦及鈦合金產業(yè)將會迎來廣闊的發(fā)展前景。 

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