使鈦材應(yīng)用于一般工業(yè)領(lǐng)域,正如不銹鋼那樣,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鈦工業(yè)發(fā)展迅猛的中國等亞洲國家能夠取代這些國家活躍在航空航天領(lǐng)域。
美國鈦開始作為工業(yè)材料出現(xiàn)在世人眼前。當(dāng)時人們認(rèn)為這才是人類期待已久的金屬, 第二次世界大戰(zhàn)以后,鈦作為夢幻金屬非常受歡迎。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)提供了不可或缺的資料。二戰(zhàn)結(jié)束之后,冷戰(zhàn)開始的最初十年間,與前蘇聯(lián)陷入冷戰(zhàn)的美國加大力量開發(fā)戰(zhàn)略資料,政府、學(xué)校、民間也都投入資金進(jìn)行鈦合金的研究和開發(fā)。
人們期待鈦的普及水平能僅次于鋁、不銹鋼。因此許多企業(yè)都對鈦抱有濃厚的興趣。然而好景不長,大多數(shù)企業(yè)都紛紛舍鈦而去,原因就是價格高得超乎想象,且難以降低,因此只能使用在軍事、航空宇宙等特殊領(lǐng)域。尤其是美國從軍用飛機(jī)用鈦開始,就將鈦作為國策既定資料進(jìn)行儲藏,對鈦給予相當(dāng)優(yōu)惠的政策,因此鈦業(yè)工作者都對華盛頓的游說活動十分盡心,此舉導(dǎo)致對于鈦工業(yè)發(fā)展而言降低價格這一不可或缺的技術(shù)開發(fā)工作大為滯后。
但在最重要的海綿鈦制備工藝技術(shù)開發(fā)上卻遲遲未見行動,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。美國雖然在世界范圍內(nèi)第一個開始鈦的開發(fā)工作。產(chǎn)量日益減少,且后來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。前蘇聯(lián)雖直至1957年才開始海綿鈦的生產(chǎn),但鈦材不僅在航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用,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)能已超過了10萬噸。之后,前蘇聯(lián)解體,鈦企步入困難時期,鈦廠也被關(guān)閉。
寄語未來鈦工業(yè)
重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕。因此, 鈦自身具有優(yōu)良特性。航空航天領(lǐng)域以及要求高耐蝕性的化工領(lǐng)域也愿意采用價格較貴但性能良好的鈦材。另一方面,由于價格居高不下,雖然原料充沛但需求量卻不大。近10年雖然需求量翻番,但海綿鈦也只有20萬噸,鈦加工材10萬多噸,因此鈦現(xiàn)在依舊位居稀有金屬行列。若要解脫稀有金屬的陣營,需求量和產(chǎn)量都要超過100萬噸。
怎樣才干使鈦解脫稀有金屬的陣營呢?
也就是廉價是第一要素。價格廉價了應(yīng)用領(lǐng)域也就自然而然地擴(kuò)寬了也就是說, 激進(jìn)特殊領(lǐng)域用鈦繼續(xù)堅持穩(wěn)健發(fā)展即可。但非特殊領(lǐng)域則要求價格低廉。同樣大小的鈦材,如果能將價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題。時候,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)域都會紛紛采用鈦材。不過,價格真的能夠降到那么低嗎?
如改良的克羅爾法、從TiO2直接生產(chǎn)廉價海綿鈦、開發(fā)真空連續(xù)板材鑄造設(shè)備,通過采用一些新技術(shù)。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廢品率高且價格低廉的純鈦帶。這些方法如果只針對即使高價也會因鈦材優(yōu)異特性采用它領(lǐng)域,那么鈦材的推廣普及就不可能實現(xiàn)。因此,必需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,這才是未來鈦行業(yè)發(fā)展的方向。
結(jié)語
可以說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。未來飛機(jī)產(chǎn)業(yè)雖然也會順利發(fā)展,世界上的飛機(jī)大多由歐美國家生產(chǎn)。但飛機(jī)用鈦量基本是固定的不會出現(xiàn)太大增長。如本文所述,歐美的鈦工業(yè)離不開航空航天領(lǐng)域的支撐。