[360概念股有哪些]钛材料行业专题研究：“全能金属”的起源、用途和现状
2024-01-31 11:26:32 来源：倾延资
因为其杰出的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱、高强度、低密度等特性，钛及钛合金是被公认的代替钢、不锈钢、铜及其合金、铅、镍、锌、石墨、岩石等材料的抱负金属，其运用规划现已越来越广大。因而，钛在金属材料王国中被称为“万能金属”，是继铁、铝之后极具开展前景的“第三金属”、“战略金属”及“空间金属”。?
但因为钛很难别离，在自然界中找不到它的金属单质，其发现和运用也阅历了很长的进程。尽管早在1791年，英国牧师W．Gregor在黑磁铁矿中发现了钛这一新的金属元素，但直到1795年，德国化学家M．H．Klaproth在研讨金红石时发现了该元素，才得以正式确认其存在，并以希腊神Titans命名。
在经过了一个多世纪的困难探究之后，1910年，美国科学家M．A．Hunter初次用钠复原TiCl4制取了纯钛。1940年卢森堡科学家W．J．Kroll用镁复原TiCl4制得了纯钛。从此，镁复原法（又称为克劳尔法）和钠复原法（又称为亨特法）成为出产海绵钛的工业办法。美国在1948年用镁复原法制出2吨海绵钛，从此开端了钛的工业化出产。
钛的金属特征
钛金属材料比强度高（强度与密度之比）。钛合金材料尽管强度略低于传统材料合金钢，但其具有密度低的优势，使其比强度高。在寻求材料轻质高强的航空航天范畴具有非常广泛的运用。
钛金属材料具有优异的耐腐蚀功能。腐蚀是工业设备失效的首要原因。钛元素尽管较为生动，可是钛合金材料在工作环境下能够在外表构成一层细密的氧化膜，该氧化膜阻断了金属与腐蚀介质的触摸，使金属不易被腐蚀，即便因为机械磨损也会很快自愈或从头再生。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终坚持这一特性。
钛金属材料无磁无毒，且具有非常好的生物相容性。钛元素自身是人体的组成元素，且与人体安排及血液有相溶性好，对人体基本无损伤，被医疗范畴广为运用。
运用温度规划广。新式钛合金可在600℃或更高的温度下长期运用，钛合金TA7和TC4为代表的低温钛合金，其强度随温度的下降而进步，但塑性改变却不大。在-196至-253℃低温下坚持较好的延性及耐性，避免了金属冷脆性，是低温容器，贮箱等设备的抱负材料。
钛金属材料功能仍有进步空间。钛合金是材料研讨的抢手范畴，而且功能进步敏捷，现在运用量最大的TC4钛合金抗拉强度约为900MPa，而由西北有色金属研讨院研讨的新式钛合金TC21抗拉强度已达1200MPa左右。?
产品及用处
现在，钛产品首要分为钛白粉、海绵钛和钛加工材三大类，其它产品还包含钛锭、钛粉和钛设备等，能够广泛运用于航空航天、工业出产和民用出产。其间，钛白粉首要成分为二氧化钛，是一种白色颜料，首要运用于涂料、塑料、油墨和造纸等；海绵钛为钛加工材及其他产品的质料，一般为浅灰色颗粒；钛加工材指海绵钛经熔炼构成的钛铸锭，再经过铸造、轧制和揉捏等塑性方法加工而成的材料，首要分为钛板材、钛棒材、钛管材、钛铸件等。
储量状况
钛在地球上的储量非常丰厚，地壳丰度0.61%，其含量比常见的铜、镍、锡、铅、锌都要高，已知的矿藏约有140多种，但现具有挖掘价值的仅十余种。已挖掘的钛矿藏矿床可分为岩矿床和砂矿床两大类。
钛矿端，依据美国地质调查局数据显现，全球钛矿储量呈现先添加后下降趋势。2012年全球钛矿储量达6.5亿吨，尔后被发现的钛储量不断添加，直至2018年到达高峰8.8亿吨，跟着2019年钛产值大幅添加，全球钛储量初次呈现下降，2020年降至7亿吨。
全球有三十多个国家具有钛资源。可是钛首要散布在澳大利亚、南非、加拿大、我国和印度等国。各区钛矿资源类型不同，加拿大、我国和印度首要是岩矿；澳大利亚、美国首要是砂矿；南非的岩矿和砂矿都非常丰厚。其间，我国具有的钛铁矿储量最高，到达2.3亿吨，约占全球总储量的32.86%；其次为澳大利亚区域，储量达1.5亿吨，占全球总储量的21.43%。
图表1：2020年全球钛铁矿储量散布状况
?材料来历：美国地质调查局蒙格斯收拾
就产值而言，2019开端，全球钛铁矿产值呈现了显着的添加，首要是我国区域产值的大幅添加导致的，原因为全球制造业向我国挨近，我国钛运用商场敏捷开展。一起，中美交易冲突的完毕也推动了钛铁矿产值的添加。
图表2：2014-2022年全球钛铁矿储量和产值状况（单位：万公吨）
材料来历：美国地质调查局蒙格斯收拾
我国钛工业的开展
我国于1955年在原北京有色金属归纳研讨院开端钛出产工艺的研讨工作，1958年以10Kg/炉的实验室规划制取了榜首批海绵钛。1959年在抚顺铝厂扩展至100Kg/炉的小规划出产，为我国的海绵钛出产奠定了根底。
到现在，我国三大首要钛产品中钛白粉产值最高，2021年其产值为379万吨，而下流运用最为精细的钛加工材料每年产值极为有限。而且，当时我国钛工业呈现结构性产能过剩，航空用高端钛材求过于供，民用高端钛材产能严峻不足，中低端商场产能严峻过剩。
图表3：2015-2021年我国首要钛产品产值状况（单位：万吨）
2017年以来，在高端化工、航空航天、船只和电力等职业需求带动下，我国钛加工材需求创前史新高，2021年，国内销售量为11.47万吨，同比添加35.8%。其间高端化工（PTA）、航空航天、船只和海洋工程等中高端范畴的钛材需求总量添加20542吨，同比添加28.5%。
图表4：2008-2021年我国钛材销量（单位：万吨，%）
材料来历：我国有色金属工业协会蒙格斯收拾
跟着我国钛加工工艺的进步，下流运用场景逐步增多，海绵钛及钛加工材产值进步显着，且订单趋于稳定，估计未来钛加工材及海绵钛产值将继续攀升。钛职业企业竞赛格式有望迎来新一轮洗牌。
在钛工业的开展链条上，首要包含钛矿-高钛渣-海绵钛-钛加工材-高端钛制品5个环节。因为受限于制造工艺，我国钛加工材职业集中度相对较高，2021年，产值排名前三的企业产值之和占全国总产值的47.0%，产值排名前十的企业产值之和占全国总产值的78.7%。产值排名前三的大型钛材企业对2021年钛材产值添加贡献度到达44.7%，钛材职业集中度进一步进步。
图表5：2020-2021年我国钛加工材商场集中度（单位：%）
材料来历：我国有色金属协会蒙格斯收拾
其间，职业龙头新疆湘晟新材料科技有限公司为五江集团子公司，公司出资76亿元建造一期年产2万吨钛及钛合金新材料项目，于2013年落户哈密，2021年完成海绵钛产值26000吨，位居全球第二，我国榜首，钛材产值20000吨，位居全球第三、我国第二。值得一提的是，五江集团为我国企业在世界钛职业竞赛中做出了优异的典范。
在技能方面，五江集团在引入世界先进配备的一起，投入很多资金进行技能改造、配备研制和钒钛质料及出产工艺及产品研制，例如自主改善立异13吨复原蒸馏炉、自主开发并把握了高功能钛合金成分规划与成分准确操控技能等核心技能。现在共申请专利101项，发明专利21项，实用新式专利69项，外观规划专利11项，其间63项专利已授权。未来，五江钛及钛合金新材料二期项目年产3万吨高功能钛及钛合金项目建成达产后，五江集团旗下将构成年产5万吨高功能钛及钛合金出产能力，逾越俄罗斯年产4.5万吨的VSMPO-Avisma公司，成为世界级的高功能钛合金头部企业。
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