01. обзор промышленности по производству титановых сплавов
несмотря на то, что титановый сплав обладает превосходными свойствами, его очень трудно переработать. когда твердость Brinell составляет менее 300, прилипающий нож является серьезным; когда его более 370, трудно обрабатывать слишком трудно, а теплопроводность большинства титановых сплавов низкая, и тепло, выделяемое в процессе обработки, не будет быстро переноситься на заготовку, а концентрируется в области резки, с одной стороны, это быстро изнашивает инструмент, с другой стороны, это разрушает поверхностную целостность деталей, что приводит к снижению геометрической точности и упрочнению работы.
в частности, конкретные виды военных титановых материалов, как правило, требуют многоразовой обработки пластика, как обеспечить единообразное и стабильное качество для достижения промышленного массового производства является технической проблемой во всем мире.
в настоящее время только пять стран и регионов мира, а именно Соединенные Штаты, Россия, Япония, Китай и бывшие страны СНГ (Украина и Казахстан), осваивают полную технологию переработки и производства титана, и существует ситуация, когда пятерка лучших конкурирует за гегемонию в мире.
с точки зрения классификации, титановые сплавы могут быть разделены на промышленные чистые титановые сплавы, α-титановые сплавы, β-титановые сплавы и α + β-титановые сплавы. различные структуры изготавливаются в различных целях и широко используются в авиации, химической промышленности, металлургии и других отраслях.
02. определение и классификация титановых сплавовтитановый сплав относится к сплаву, изготовленному путем плавки или порошковой металлургии с титаном в качестве матрицы и добавлением одного или нескольких элементов сплава. в зависимости от типа и содержания элементов сплава титановые сплавы можно разделить на следующие категории:
1. титановый сплав α-типа: он в основном содержит стабильные α-фазовые элементы, такие как алюминий, углерод, кислород, азот и так далее. он обладает хорошей устойчивостью к ползучести и низкой термостойкостью, но его прочность низкая, поэтому он подходит для температурного диапазона 150-350 °.
2. титановый сплав β-типа: в основном содержит стабильные β-фазовые элементы, такие как молибден, ниобий, ванадий, хром и т.д., с высокой прочностью и высокой пластичностью, различные микроструктуры и свойства могут быть получены путем регулировки процесса термической обработки, который подходит для температурного диапазона от 350 до 550 °.
3. титановый сплав типа α + β: содержащий элементы стабильной α фазы и β фазы в то же время, это наиболее часто используемый титановый сплав с высокой прочностью и выносливостью. свойства могут быть скорректированы, контролируя соотношение и распределение α фаз и β фаз, что подходит для температурного диапазона от 250 до 500 °.
4. титановый сплав почти β-типа: содержит небольшое количество стабильных α-фазных элементов, в основном состоящих из β-фазы, с высокой прочностью и высокой пластичностью, высокой прочностью и выносливостью может быть получено путем обработки старения, пригодной для температурного диапазона 150-600 °.
03. области применения титановых сплавовтитановые сплавы широко используются в различных областях благодаря своим превосходным физическим и химическим свойствам. в соответствии с различными требованиями к применению, титановые сплавы могут быть изготовлены в различных формах, таких как пластины, прутки, трубы, провода, отливки, поковки, порошок и так далее. ниже перечислены основные области применения титановых сплавов в различных областях:
1. аэрокосмическая промышленность: аэрокосмическая промышленность является одной из наиболее важных областей применения титанового сплава, на которую приходится более 50% мирового потребления титана. титановый сплав в основном используется в конструкции фюзеляжа самолета, компонентах двигателя, компонентах шасси и так далее, а в космических аппаратах он в основном используется в компонентах ракетных двигателей, спутниковых конструкциях и так далее. титановый сплав играет важную роль в повышении скорости и эффективности полета благодаря высокому соотношению силы к весу и высокой температурной стойкости.
2. национальная оборонная промышленность: национальная оборонная промышленность является еще одной важной областью применения титанового сплава, на которую приходится около 15% мирового потребления титана. титановый сплав в основном используется в ракетных компонентах, танковой броне, подводной оболочке и так далее в национальной оборонной и военной промышленности, и играет важную роль в повышении производительности и надежности оружия и оборудования.
3. медицинское оборудование: медицинские приборы являются новой областью применения титанового сплава, на которую приходится около 5% мирового потребления титана. титановый сплав в основном используется в искусственных суставах, зубных имплантатах и хирургических инструментах в медицинских приборах, и играет важную роль в улучшении биосовместимости и антибактериальных свойств.
4. другие отрасли: титановые сплавы также широко используются в других промышленных областях, на которые приходится около 30% мирового потребления титана. титановый сплав в основном используется в химическом оборудовании, нефтяном оборудовании, энергетическом оборудовании, автозапчастях и так далее в других отраслях промышленности, и играет важную роль в повышении коррозионной стойкости и износостойкости.
04. анализ цепочки промышленности титановых сплавовотраслевая цепочка титановых сплавов в основном включает в себя следующие звенья:
1. добыча титановых ресурсов: титановые ресурсы относятся к минералам или породам, содержащим титановые элементы, главным образом рутил, рутениевую железную руду и ильменит и т.д. Китай является одной из стран с самыми богатыми титановыми ресурсами в мире, имея около 20% мировых запасов, но большинство из них являются низкосортными ильменитами типа перовскита, которые трудно добывать и использовать с низким уровнем использования.
2. плавка титанового концентрата: титановый концентрат относится к веществам, содержащим высокую долю титана после переработки минералов или химической обработки, в основном к концентрату рутила и железорудному концентрату руд. после плавки титанового концентрата можно получить такие продукты, как титановая губка или диоксид титана. губчатый титан относится к восстановлению титана из его оксидов путем хлорирования или электролиза с образованием вещества, похожего на губку, которая является основным сырьем для производства титанового сплава. диоксид титана относится к отделению титана от его оксидов методом серной кислоты или методом хлорирования с образованием белого порошка, который является основным сырьем для производства диоксида титана.
3. производство диоксида титана: диоксид титана представляет собой белый пигмент, состоящий в основном из диоксида титана, который имеет характеристики высокой скрывающей способности, высокого коэффициента преломления и высокой устойчивости к погодным условиям. он широко используется в лакокрасочной, пластиковой, чернильной, бумажной и других отраслях промышленности. Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем диоксида титана, и в 2020 году объем производства составил 3,51 млн. тонн, что составляет более 40 процентов от общемирового объема производства.
4. производство титанового сплава: титановый сплав относится к сплаву, изготовленному путем плавки или порошковой металлургии с губчатым титаном в качестве матрицы и добавляющим один или несколько элементов сплава. в соответствии с различными методами обработки титановый сплав может быть разделен на слитки, поковки, пластины, прутки, трубы, провода и другие формы. Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем титановой губки: в 2020 году объем производства составил 125 000 тонн, что составляет более 30 процентов от общемирового объема производства.
5. применение титанового сплава: после обработки титановый сплав может быть использован в различных областях. в соответствии с различными требованиями к применению, титановый сплав может быть изготовлен из различных компонентов или оборудования, таких как авиационные конструкции, части двигателя, ракетные компоненты, искусственные суставы, зубные имплантаты, хирургические инструменты и т.д. он играет важную роль в улучшении биосовместимости и антибактериальных свойств.
6. другие отрасли: титановые сплавы также широко используются в других промышленных областях, на которые приходится около 30% мирового потребления титана. титановый сплав в основном используется в химическом оборудовании, нефтяном оборудовании, энергетическом оборудовании, автозапчастях и так далее в других отраслях промышленности, и играет важную роль в повышении коррозионной стойкости и износостойкости.
05. анализ цепочки промышленности титановых сплавовмасштабы рынка титанового сплава в основном зависят от спроса и развития области его применения. согласно отчету о Глобальном рынке титановых сплавов за 2023 год, мировой рынок титановых сплавов достиг 22,3 млрд. долл. США в 2020 году и, как ожидается, будет расти совокупными ежегодными темпами роста в 6,5% с 2021 по 2026 год и достигнет 32,5 млрд. долл. США к 2026 году. ниже приводятся данные о размере рынка и темпах роста титановых сплавов в различных областях применения:
1. аэрокосмическая промышленность: аэрокосмическая промышленность является крупнейшим рынком применения титановых сплавов, на который приходится 55% мирового рынка титановых сплавов, достигнув 12,2 млрд. долл. США в 2020 году. ожидается, что с 2021 по 2026 год ежегодные темпы роста составят 7,2%, а к 2026 году достигнут 18,4 млрд. долл. США. на спрос на титановый сплав в аэрокосмической области в основном влияет развитие мировой гражданской и военной авиации. с развитием и использованием самолетов нового поколения, а также изменением ситуации в области международной безопасности спрос на титановый сплав будет продолжать расти.
2. национальная оборонная промышленность: оборонная промышленность является вторым по величине рынком применения титановых сплавов, на который приходится 15% мирового рынка титановых сплавов, достигнув 3,3 млрд. долл. США в 2020 году. ожидается, что с 2021 по 2026 год ежегодные темпы роста составят 5,8%, а к 2026 году достигнут 4,6 млрд. долл. США. спрос на титановые сплавы в области национальной обороны и военной промышленности в основном зависит от мировой военной конкуренции и геополитики. с развитием и модернизацией нового оружия и техники, а также обострением международных конфликтов и напряженности спрос на титановые сплавы будет продолжать расти.
3. медицинское оборудование: медицинское оборудование является самым быстрорастущим рынком применения титановых сплавов, на который приходится 10% мирового рынка титановых сплавов, достигнув 2,2 млрд. долл. США в 2020 году. ожидается, что в период с 2021 по 2026 год ежегодные темпы роста составят 9,5%, а к 2026 году достигнут 3,7 млрд. долл. США. спрос на титановые сплавы в области медицинского оборудования в основном зависит от старения населения мира и улучшения медицинских стандартов. с учетом стремления к здоровью и качеству жизни, а также инноваций и популяризации медицинских технологий и оборудования спрос на титановые сплавы будет продолжать расти.
4. другие отрасли: другие отрасли представляют собой небольшие, но стабильные рынки применения титановых сплавов, на которые приходится 20% мирового рынка титановых сплавов, достигнув 4,5 млрд. долл. США в 2020 году, и ожидается, что в период с 2021 по 2026 год они будут расти совокупными ежегодными темпами роста в 4,2%, а к 2026 году достигнут 5,7 млрд. долл. США. спрос на титановые сплавы в других отраслях промышленности в основном зависит от развития мировой химической, нефтяной, электроэнергетической, автомобильной и других отраслей промышленности. с учетом технологического прогресса и требований охраны окружающей среды в этих отраслях спрос на титановые сплавы будет продолжать расти.
06. анализ тенденции развития титановых сплавовтенденция развития титанового сплава в основном зависит от спроса и инноваций в области его применения. согласно отчету о мировом рынке титановых сплавов за 2023 год, следующим является будущий тренд развития титановых сплавов:
область применения титанового сплава будет продолжать расширяться и углубляться, особенно в медицинских приборах и других промышленных областях, будет появляться больше новых продуктов и оборудования, которые предъявляют более высокие требования к производительности и качеству титанового сплава.
технологические инновации титанового сплава будут продолжать продвигать и прорываться, особенно в новых легированных материалах и новых методах обработки, будет больше новых продуктов и нового оборудования, что обеспечит большую оптимизацию и улучшение производительности и качества титанового сплава.
отраслевая цепочка титанового сплава будет и впредь интегрироваться и оптимизироваться, особенно в области добычи ресурсов и плавки концентратов, будет расширяться транснациональное сотрудничество и региональная координация для обеспечения большего снижения и повышения стоимости и эффективности титанового сплава.
одним словом, титановый сплав является своего рода стратегическим материалом с превосходными свойствами, такими как высокая прочность, низкая плотность, высокая температурная стойкость и коррозионная стойкость. он имеет широкое и важное применение в аэрокосмической промышленности, национальной обороне, медицинских приборах и других областях. анализ состояния развития китайской промышленности титановых сплавов в 2023 году показывает, что промышленность титановых сплавов имеет большой потенциал развития и рыночное пространство, но она также сталкивается с некоторыми вызовами и проблемами, и необходимо и далее укреплять технологические инновации и промышленное сотрудничество, повышать качество и эффективность титановых сплавов, снижать стоимость и воздействие титановых сплавов на окружающую среду, удовлетворять потребности и стандарты различных областей, повышать международную конкурентоспособность и влияние титановых сплавов.
