1) Nhu cầu về hợp kim titan tăng nhanh
Công nghệ luyện kim hợp kim titan phức tạp, khó gia công, hiện nay chỉ có Hoa Kỳ, Nga, Nhật Bản và Trung Quốc nắm vững công nghệ sản xuất công nghiệp titan hoàn chỉnh.
Về nhu cầu hợp kim titan, vật liệu titan của nước tôi chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, nhu cầu vật liệu titan trong lĩnh vực hàng không vũ trụ đang tăng nhanh chóng.
Theo số liệu thống kê từ Chi nhánh Titan Zirconium Hafnium thuộc Hiệp hội Công nghiệp Kim loại màu Trung Quốc, doanh số bán hàng của các nhà sản xuất vật liệu titan lớn trong nước thuộc ngành công nghiệp hóa chất chiếm khoảng 50% tổng doanh số.
Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, doanh số bán titan tiếp tục tăng trưởng nhanh chóng. Năm 2020, tổng doanh số bán hàng của các nhà sản xuất vật liệu titan lớn trong nước trong lĩnh vực hàng không vũ trụ là khoảng 17.228 tấn, tăng 36,73% so với cùng kỳ năm trước và tốc độ tăng trưởng kép là 16,94% so với doanh số bán hàng là 3.603 tấn vào năm 2010.
2) Trong lĩnh vực hàng không, hợp kim titan chủ yếu được sử dụng trong các bộ phận kết cấu máy bay, bộ phận kết cấu động cơ máy bay và ốc vít hàng không vũ trụ, và lượng sử dụng vẫn tiếp tục tăng.
Về mặt các bộ phận kết cấu máy bay, lượng titan sử dụng trong máy bay chiến đấu tiên tiến của nước ngoài chiếm khoảng 25% tổng khối lượng kết cấu thân máy bay, lượng titan sử dụng trong máy bay dân dụng chiếm khoảng 10%.
Lượng titan sử dụng trong máy bay chiến đấu quân sự trong nước đã tăng dần từ 2% ban đầu của J-8 lên 4% của J-10, J-11 lên 15% và J{-20 lên 20%; máy bay dân dụng ARJ21 sử dụng 4,8% hợp kim titan và C919 sử dụng 9,3% titan.
Về mặt các bộ phận kết cấu động cơ máy bay, hợp kim titan thường được sử dụng cho các bộ phận quay như quạt, đĩa máy nén áp suất cao, cánh quạt và các bộ phận cố định như buồng đốt và vòi phun đuôi của động cơ máy bay. Việc sử dụng hợp kim titan là chìa khóa để cải thiện tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng của động cơ máy bay quân sự.
Trong động cơ máy bay tiên tiến của nước ngoài, lượng hợp kim titan chiếm 25% đến 40% tổng khối lượng của động cơ. Ví dụ, động cơ máy bay thế hệ thứ ba F100 sử dụng 25% hợp kim titan và động cơ máy bay thế hệ thứ tư F119 sử dụng 40% hợp kim titan.
3) Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, hợp kim titan được sử dụng trong các hệ thống vũ khí tên lửa, tên lửa đẩy và tàu vũ trụ.
Trong hệ thống vũ khí tên lửa, tốc độ bay của tên lửa hành trình thế hệ mới đã tăng lên Mach 3,5 hoặc thậm chí cao hơn. Các vách ngăn, vỏ, thùng nhiên liệu, v.v. làm bằng vật liệu hợp kim nhôm không thể đáp ứng được yêu cầu và phải sử dụng vật liệu hợp kim titan để chế tạo các bộ phận tên lửa này; hệ thống động cơ phản lực dùng trong tên lửa hành trình cũng sử dụng một lượng lớn vật liệu hợp kim titan để chế tạo các thành phần cấu trúc của nó, bao gồm vỏ máy nén, đĩa máy nén, cánh máy nén, v.v.
Ngoài ra, một số đầu đạn tên lửa tiên tiến đã bắt đầu được chế tạo bằng vật liệu hợp kim titan, chẳng hạn như "SLAM" AGM-84H và "Tomahawk" II của Hoa Kỳ. Về mặt tên lửa và tàu vũ trụ, hợp kim titan chủ yếu được sử dụng trong vỏ động cơ tên lửa, ống dẫn vòi phun tên lửa và cabin tàu vũ trụ hoặc thùng chứa nhiên liệu và chất oxy hóa và các thùng chứa áp suất cao khác.
4) Về cung cấp hợp kim titan, phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất công nghiệp titan và thỏi hợp kim titan là nấu chảy hồ quang chân không và nấu chảy lò lạnh.
Hiện nay, việc nấu chảy hợp kim titan dùng cho hàng không ở nước tôi về cơ bản áp dụng phương pháp nấu chảy lò hồ quang vật tư tiêu hao chân không. Đối với các thỏi hợp kim titan có yêu cầu chất lượng cao, nói chung cần phải trải qua ba lần nấu chảy hồ quang vật tư tiêu hao chân không để thu được thỏi có thành phần đồng đều và tỷ lệ khuyết tật thấp.
Công nghệ nấu chảy lò nung lạnh xuất hiện do nhu cầu về hợp kim titan chất lượng cao và độ tin cậy cao cho hàng không. Các nước ngoài ưa chuộng quy trình nấu chảy lò nung lạnh kết hợp với nấu chảy lại hồ quang tiêu hao chân không để đảm bảo chất lượng luyện kim của vật liệu hợp kim titan cho động cơ hàng không. Công nghệ nấu chảy lò nung lạnh đã phát triển nhanh chóng ở nước ngoài, đặc biệt là ở Hoa Kỳ, nơi công nghệ nấu chảy lò nung lạnh là trưởng thành nhất.
Các công ty trong nước như Công ty TNHH Baoti, Công nghiệp Titan Jueneng và Công nghiệp Titan Vân Nam đã lần lượt đưa vào sử dụng lò nấu chảy bằng lò nung lạnh chùm tia điện tử và lò nấu chảy bằng lò nung lạnh chùm tia điện tử có một số ứng dụng nhất định tại Trung Quốc.
5) Nhu cầu về hợp kim titan trong lĩnh vực hàng không vũ trụ trong nước dự kiến sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng nhanh và các công ty liên quan dự kiến sẽ được hưởng lợi hoàn toàn.
Trong lĩnh vực hàng không, nước tôi có số lượng máy bay quân sự ít và tỷ lệ lớn là máy bay cũ. Cần phải bù đắp số lượng máy bay quân sự và nâng cấp chúng. Việc lắp đặt máy bay mới và thay thế máy bay quân sự bằng động cơ máy bay trong nước đã làm tăng nhu cầu về hợp kim titan trong lĩnh vực hàng không. Ngoài ra, máy bay dân dụng trong nước ARJ21 và C919 sẽ dần mang lại nhu cầu mới về vật liệu titan hàng không.
Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, tên lửa là vật tư tiêu hao chính của chiến tranh hiện đại và nhu cầu dự kiến sẽ duy trì mức tăng trưởng nhanh chóng.
Các công ty trong nước tham gia sản xuất hợp kim titan hàng không vũ trụ chủ yếu bao gồm Tập đoàn Baoti, Western Superconducting, Western Materials, Tập đoàn Xiangtou Jintian, Viện vật liệu hàng không, Baowu Special Metallurgy, Tiancheng Aviation Materials, v.v., dự kiến sẽ được hưởng lợi hoàn toàn từ nhu cầu tăng cao về hợp kim titan trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.
