低合金鈦卷應用與展望

龐洪 楊娟麗 陳猛

摘? 要：簡要介紹了國內外低合金鈦卷的發(fā)展，重點介紹了目前國內低合金鈦卷的研制方向，以及低合金鈦卷在體育用品、航空、化工等行業(yè)的應用情況，探討了低合金鈦卷在國內外市場的發(fā)展趨勢及市場前景。

關鍵詞：鈦卷;低合金;應用;展望

中圖分類號：V252.2? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）36-0078-02

Abstract： The development of low alloy titanium strip is reviewed all over the world， and the domestic situation with the research and application on sports， aviation， chemical industry are introduced. Finally， the development trend and market prospect of the low alloy titanium strip is discussed.

Keywords： titanium strip; low alloy; application; prospect

前言

近年來，高爾夫球具行業(yè)鈦需求量逐年上升，已發(fā)展成為民用鈦材重要的應用市場之一，高爾夫球具生產廠家在創(chuàng)造品牌的同時，希望使用強度適中而價格較低的鈦合金材料，以減小壁厚，降低成本，在激烈的市場競爭中不斷擴大市場占有率[1]。

隨著國內外社會對低合金板帶材產品需求量的不斷增加，鈦板的用量也越來越大，以往傳統(tǒng)的片式生產已不能適應新形式下市場的要求，結合新興客戶的強烈采購意愿，在國內純鈦帶式生產已經(jīng)遍地開花的形式下，為避免惡性競爭，寶鈦集團首先突出重圍，開始著手低合金鈦帶的研制生產。

由于我國對鈦卷產品開發(fā)起步較晚，直到本世紀國家“十一五”規(guī)劃期間才開始著手建設。至今低合金鈦卷生產的關鍵技術仍掌握在國外幾家大的鈦卷生產企業(yè)，國內某企業(yè)也是在近幾年才開始進行深入研究，取得了初步進展。而國內每年低合金鈦卷仍需大量進口，其價格和需求量均受控于人，以此來抑制和扼殺國內低合金鈦卷的生產，達到向中國出口鈦加工產品、獨占市場的目的。

隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展，中國已經(jīng)被公認為是當今全世界最大的市場，中國的能源工業(yè)尤其海水冷卻系統(tǒng)和海底石油開采應用領域，以及體育用品行業(yè)如自行車框架和高爾夫球棒都蘊藏著誘人的發(fā)展機遇。

隨著國產鈦卷持續(xù)增高的供貨量，我們不能僅僅局限在純鈦卷材的研究領域，只有全權掌握低合金鈦卷的生產工藝，穩(wěn)定該類別產品的產品質量，才能完善這個領域，以便取代老式的片式生產，創(chuàng)造更多的市場效益。

1 國內外研究現(xiàn)狀

鈦屬于小金屬，產品規(guī)格繁雜、牌號多，鈦卷生產總體而言均依附于鋼廠，在生產鋼卷的間隙，做好設備清理、維護后，專門留出時間批量生產鈦卷，為了保證批量性，主體仍以純鈦帶卷為主，合金帶卷的生產由于年需求量還沒有得到具體拓展，國外已有響應研究，但考慮生產成本，韓國、日本等主要生產廠家已經(jīng)退出市場，主體仍集中于生產Gr.1、Gr.2帶卷。國內合金冷軋帶卷有生產先例，但產品寬度均集中于小于600mm，超出此寬度的帶卷仍處于空白。

合金鈦帶卷主要應用于飛機、航天器、潛艇、核電站、醫(yī)療、高端賽車等高新技術領域以及冶金、化工、裝飾等民用領域。

目前國內已經(jīng)建成多條完備的鈦卷生產線，并初具規(guī)模，設備實力已遠超國外同類生產企業(yè)。2008年11月，隨著國內冷軋鈦卷試制成功，形成了從海綿鈦、熔煉、鍛造、軋制、精整處理、深加工完整的生產鏈。鈦帶卷的生產技術已日趨完善，為低合金寬幅鈦帶卷的生產積累了大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗[2]。

2 研制方向

Ti-3111鈦合金，是一種強度約為650MPa，成型性和加工性能良好的鈦合金。BT-143鈦合金，由于其良好的高溫性能，是摩托車、汽車排氣系統(tǒng)首選材料。這兩種低合金，是寶鈦集團充分利用大量鈦合金殘料開發(fā)出的低成本、應用范圍廣、市場潛力大的鈦材。

Ti-3Al-2.5V是主要用于制作航空及高端民用管材的鈦合金材料，該合金是一種近α型鈦合金，在室溫和高溫下其強度比純鈦高出20%～50%，焊接性能和冷成型性能優(yōu)于TC4合金。該合金除了用于管材外，也可以軋成箔材和帶材，用于制作飛機蜂窩結構等。Ti-3Al-2.5V鈦合金的無縫管適用于飛機和發(fā)動機液壓和燃油等管路系統(tǒng)，其中退火態(tài)中強度級別620MPa管材主要用于發(fā)動機管路系統(tǒng)，去應力退火態(tài)860MPa管材主要用于飛機液壓等管路系統(tǒng)[3]。

3 產品應用前景

3.1 醫(yī)療行業(yè)

由于鈦與人體優(yōu)良的相容性，一直在醫(yī)療行業(yè)作為首選材料。隨著帶材市場的發(fā)展，以前依賴于片式生產提供原料的醫(yī)療行業(yè)，開始傾向于帶式生產替代，主要是考慮到帶式生產的高精度、高一致性，可充分保證在人體使用環(huán)境的安全性，但同時，也提出稍高強度的指標要求，這也就促生了低合金市場的潛力。

3.2 民用市場

近幾年，由于建筑用鈦、餐廚具用鈦的推廣，鈦材在民用市場的使用逐漸被人們所接受，大家已經(jīng)開始將鈦元素在生活中的占比，作為一種企業(yè)宣傳的實力。新興市場如手機殼、筆記本電腦、名片夾，甚至于名片，鈦逐漸成了一種宣傳的工具，成為一種信息傳遞的載體。

3.3 管材

Ti-3Al-2.5V主要作為無縫管應用。這種管子可以加工成由徑向織構到軸向織構的各種結晶方向。Ti-3Al-2.5V織構的多樣性提供了一種改善性能的有效方法。Ti-3Al-2.5V最初是作為焊接管和無縫管材料而研制的。后來這種合金在其他一些結構中也得到了應用，但目前管材應用仍然占統(tǒng)治地位?，F(xiàn)在實際上所有的商業(yè)客機均有Ti-3Al-2.5V液壓系統(tǒng)，該合金也越來越多的應用于化工設備。它制成的化工設備能承受較高的操作溫度，效率提高，而且環(huán)境影響明顯減少，尤其是在海水中良好的抗腐蝕能力，使其漸漸的應用于海水冷卻系統(tǒng)和海底石油開采。同時高強度，低密度及良好的剛性又是開發(fā)用于自行車框架和高爾夫球棒的優(yōu)良選材。

4 結束語

盡管國外鈦卷生產企業(yè)在低合金鈦卷生產方面掌握領先技術，但他們更熱衷于生產工藝成熟、風險系數(shù)小的的純鈦卷，針對訂貨量相對較小，成本相對較高的低合金鈦卷，他們生產的興致不高。與此同時，國內低合金產品的應用市場則正處于火熱階段，僅國內市場全年的需求量就有10000噸，若仍然依賴生產周期長，生產成本高，產品質量一致性較差的片式生產，則遠遠不能與現(xiàn)實需求接軌，因此抓緊對低合金鈦卷的研制，搶占市場先機尤為重要。

參考文獻：

[1]陳峰.添加合金返回爐料生產Ti-3111鈦合金鑄錠新工藝[J].稀有金屬材料與工程，2005，34（3）：188.

[2]楊娟麗.國內外焊管用鈦帶品質對比[J].鈦工業(yè)進展，2015，6（4）：32.

[3]張旺峰.Ti-3Al-2.5V鈦合金管材研究進展[J].材料導報，

2011，25（23）：133.