美國(guó)、歐洲、俄羅斯的鈦工業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)展望
前言
第二次世界大戰(zhàn)以后，在美國(guó)鈦開(kāi)始作為工業(yè)材料呈現(xiàn)在世人眼前。當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為這才是人類期待已久的金屬，鈦?zhàn)鳛閴?mèng)幻金屬非常受歡迎。鈦只有鐵的一半重，但比強(qiáng)度高于鐵，為當(dāng)時(shí)日益發(fā)展的航空宇宙、特別是噴氣式飛機(jī)提供了不可或缺的材料。二戰(zhàn)結(jié)束之后，在冷戰(zhàn)開(kāi)始的最初十年間，與前蘇聯(lián)陷入冷戰(zhàn)的美國(guó)加大力量開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略材料，政府、學(xué)校、民間也都投入資金進(jìn)行鈦合金的研究和開(kāi)發(fā)。
上世紀(jì)五六十年代，人們期待鈦的普及程度能僅次于鋁、不銹鋼，因此許多企業(yè)都對(duì)鈦抱有濃厚的興趣，然而好景不長(zhǎng)，大多數(shù)企業(yè)都紛紛舍鈦而去。原因就是材料價(jià)格高得超乎想象，且難以降低，因此只能使用在軍事、航空宇宙等特殊領(lǐng)域。尤其是美國(guó)從軍用飛機(jī)用鈦開(kāi)始，就將鈦?zhàn)鳛閲?guó)策既定材料進(jìn)行儲(chǔ)備，對(duì)鈦給予相當(dāng)優(yōu)惠的政策，因此鈦業(yè)工作者都對(duì)華盛頓的游說(shuō)活動(dòng)十分盡心，此舉導(dǎo)致對(duì)于鈦工業(yè)發(fā)展而言降低價(jià)格這一不可或缺的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作大為滯后。
鈦與其他金屬材料在生產(chǎn)上最大的不同就在于海綿鈦的制備。美國(guó)雖然在世界范圍內(nèi)第一個(gè)開(kāi)始鈦的開(kāi)發(fā)工作，但在最重要的海綿鈦制備工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)上卻遲遲未見(jiàn)行動(dòng)，產(chǎn)量日益減少，且后來(lái)需要依靠日本的技術(shù)。歐洲則在上世紀(jì)90年代初期就已經(jīng)不生產(chǎn)海綿鈦了。
另一方面，前蘇聯(lián)雖直至1957年才開(kāi)始海綿鈦的生產(chǎn)，但鈦材不僅在航空航天領(lǐng)域得到了應(yīng)用，在純鈦核潛艇等海洋方面也大展身手。80年代后半期海綿鈦的產(chǎn)能已超過(guò)了10萬(wàn)噸。之后，前蘇聯(lián)解體，鈦企步入困難時(shí)期，鈦廠也被關(guān)閉。
......
寄語(yǔ)未來(lái)鈦工業(yè)
鈦本身具有優(yōu)良特性，重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕。因此，航空航天領(lǐng)域以及要求高耐蝕性的化工領(lǐng)域也愿意采用價(jià)格較貴但性能良好的鈦材。另一方面，由于價(jià)格居高不下，雖然原料充足但需求量卻不大。近10年雖然需求量翻番，但海綿鈦也只有20萬(wàn)噸，鈦加工材10萬(wàn)多噸，因此鈦現(xiàn)在依舊位居稀有金屬行列。若要擺脫稀有金屬的陣營(yíng)，需求量和產(chǎn)量都要超過(guò)100萬(wàn)噸。
怎樣才能使鈦擺脫稀有金屬的陣營(yíng)呢？
傳統(tǒng)特殊領(lǐng)域用鈦繼續(xù)保持穩(wěn)健發(fā)展即可。但非特殊領(lǐng)域則要求價(jià)格低廉，也就是廉價(jià)是第一要素。價(jià)格便宜了，應(yīng)用領(lǐng)域也就自然而然地?cái)U(kuò)寬了。也就是說(shuō)，同樣大小的鈦材，如果能將價(jià)格控制在不銹鋼的兩倍以內(nèi)（目前是5倍），需求量上面就不成問(wèn)題。到時(shí)候，汽車的消聲器、排氣系統(tǒng)、燃料電池、船舶、海洋建筑物等需求量極大的領(lǐng)域都會(huì)紛紛采用鈦材。不過(guò)，價(jià)格真的能夠降到那么低嗎？
通過(guò)采用一些新技術(shù)，如改良的克羅爾法、從TiO2直接生產(chǎn)廉價(jià)海綿鈦、開(kāi)發(fā)真空連續(xù)板材鑄造設(shè)備，應(yīng)用真空加熱連續(xù)熱軋、連續(xù)冷軋技術(shù)以及真空連續(xù)退火方法等可以得到成品率高且價(jià)格低廉的純鈦帶。這些方法如果只針對(duì)即使高價(jià)也會(huì)因鈦材優(yōu)異特性采用它的領(lǐng)域，那么鈦材的推廣普及就不可能實(shí)現(xiàn)。因此，必須要像普及不銹鋼那樣將降低成本的技術(shù)改進(jìn)工作進(jìn)行到底，這才是未來(lái)鈦行業(yè)發(fā)展的方向。
結(jié)語(yǔ)
世界上的飛機(jī)大多由歐美國(guó)家生產(chǎn)，可以說(shuō)歐美的航空航天工業(yè)引領(lǐng)著世界。歐美的鈦工業(yè)今后將會(huì)繼續(xù)著眼于為航空航天領(lǐng)域服務(wù)以及其他特殊領(lǐng)域的用鈦進(jìn)展。未來(lái)飛機(jī)產(chǎn)業(yè)雖然也會(huì)順利發(fā)展，但飛機(jī)用鈦量基本是固定的，不會(huì)出現(xiàn)太大增長(zhǎng)。如本文所述，歐美的鈦工業(yè)離不開(kāi)航空航天領(lǐng)域的支撐。
正如不銹鋼那樣，使鈦材應(yīng)用于一般工業(yè)領(lǐng)域，這才是鈦工業(yè)的發(fā)展方向。歐美以及俄羅斯一直是航空航天領(lǐng)域用鈦的佼佼者，今后，希望一直處在民用領(lǐng)域領(lǐng)先地位的日本和近年來(lái)鈦工業(yè)發(fā)展迅猛的中國(guó)等亞洲國(guó)家能夠取代這些國(guó)家活躍在航空航天領(lǐng)域。
