60年了！我国高温合金高端材料发展真有这么差吗？

低温钛通常是Ionic在600~1200°C的低温下抗氧化剂、耐热、抗塑性，并能在较低的机械形变作用下长期工作的钛。低温钛按碳纳米管原素分成铁基、镍基、钴基等低温钛，镍基低温钛应用应用领域范围最广，占缅齐80%；其次为镍-铁基，占比14.3%；钴基占比最多，占比5.7%。

低温钛起初主要就应用应用领域于航太应用领域，由于其有着卓越的耐低温、耐热等操控性，逐渐被应用应用领域到能源、汽车、机械制造、玻璃制造等工业应用领域。随着低温钛的产业发展，新式低温钛的出现，低温钛的消费需求处于逐步扩大和增长态势。

在现代国际航空引擎中，低温钛的使用量占引擎总重的40%-60%，主要就用作五大热端组件：喷嘴、取向器、涡轮引擎根部和涡轮引擎盘，此外，还用作护木、环件、RD室和尾喷口等组件。一流国际航空引擎的关键热端INS13ZD组件甚至全部都采用低温钛。

我省低温钛的产业发展可分成三个阶段。

目前世界上仅有4个国家形成自己的低温钛管理体系，分别为美国、英国、白俄罗斯、我国。自1956年第一炉低温钛GH3030试练成功，迄今，我省低温钛的研究、生产和应用应用领域已经历了50十多年的产业发展心路历程。简述50十多年的历史，我省的低温钛刘天祺，从仿造到技术创新，钛的耐温操控性从低到高，一流工艺技术得到了应用应用领域，新式金属材料以求开发，工艺技术技术不断更新且食品质量不断提高，并建立和完善了我省的低温钛管理体系，使我省国际航空、航天建筑业和产业发展所需的低温钛着眼于国内，也为其他建筑业的产业发展提供了需要的低温金属材料。

根据2002年出版的《我国国际航空金属材料》指南，我省供国际航空换用的低温钛车牌号89个，由比藏西县低温金属材料商会编纂的《我国低温钛指南》（2012）中国共产党列为车牌号194个，其中铁基形变钛30个，镍基形变钛43个，钴基形变钛6个，等轴铸成镍AlGaAs62个，或非凝结镍AlGaAs15个，石墨镍AlGaAs9个，金属间氧化物AlGaAs20个，粉末状低温钛3个，ODS钛5个，以及塞雷县等，供国际航空、航天及其他建筑业换用。

历经50十多年的产业发展，我省已形成了生产装备比较一流、具有一定规模的生产基地。其中有形变低温钛生产厂：东北特殊钢集团抚顺特殊钢公司，宝钢股份公司特钢事业部和攀钢集团长城特殊钢公司；有锻件的热加工厂：西南铝业公司，第二重型机械集团万航模锻厂，中航工业宏远国际航空锻铸公司和安大国际航空锻造公司（均为中航重机子公司）；有生产精密铸件的我国航发集团各国际航空引擎公司的精密铸成厂；也形成了一批研究水平较低、研究手段较齐备的科研单位：钢研高钠（原钢铁研究总院低温钛研究所）、航发集团北京国际航空金属材料研究院（621所），我国科学院金属研究所，北京科技大学、东北大学、西北工业大学等。

形变低温钛

我省低温钛应用领域最突出、最典型的范例是GH4169钛的质量水平的显著提高。无论在国外还是在国内，GH4169钛都是使用量最多、应用应用领域范围最广的一个主要就品种（对应美国Inconel718，法国NC19FeNb）。在我省，该钛主要就用作涡轴引擎的甩油盘、鼓筒轴、涡轮引擎螺栓等各种重要零件、一流歼击机引擎用盘件等各类关键组件以及液体火箭引擎的关键热组件。通过不断提高钛纯洁度（硫含量低于20*10-6,铋含量低于0.3*10-6）、改善盘件加工工艺技术、掌握了GH4169钛组织和操控性方面的规律，使其生产和质量稳定性有了明显提高。

此外大型难形变钛盘件的生产取得重大突破，通过解决冶炼和热加工中存在的一系列技术问题，研制成功了直径1.2米的GH4698钛盘和直径0.8米的GH4742钛盘，为烟气轮机（炼化厂用）生产了直径1.1米的GH4738和GH2132圆饼，为大型燃气轮机生产了直径2.2米的GH2674圆饼，以满足大型舰用和地面燃气轮机产业发展的需要。

铸成低温钛在铸成低温钛方面，除常规等轴晶铸成钛继续进行操控性稳定和提高铸件质量，控制铸件凝结过程、提高金属材料成品纯净度及研制少量新钛品种等工作外，或非凝结钛和石墨钛根部金属材料的研究是国内低温钛应用领域的研究重点。根据国际航空引擎产业发展要求，我省研制了数个具有较低操控性的或非凝结低温钛并研究其相应的根部制造工艺技术，其中DZ404、DZ422和DZ422B已在现役国际航空引擎中投入批量生产。此外，为新机种研制成功了DZ4125、DZ4125L和DZ417G涡轮引擎根部金属材料，其使用温度为1000°C左右，以及DZ640M取向根部金属材料，这些钛均已通过使用考核。我省在20世纪80年代开始研制石墨钛，研制了DD402、DD403、DD406、DD407、DD408(耐蚀)和DD498等钛，其中第一代石墨钛DD402适用作制作工作温度为1050°C以下的涡轮引擎根部，已在涡轴引擎上通过试车、试飞考核；DD407正在进行试车、试飞考核（2010年）。第二代石墨钛DD406，含铼2%，使用温度可达1080-1100°C，正在一流的引擎中进行使用考核（2010年）。

粉末状低温钛我省在上世纪80年代初开始研制粉末状低温钛盘，但大量研制工作是在1994年后进行的。1994年，钢研总院（钢研高钠大股东我国钢研集团前身）在涿州基地建立了等离子旋转电极制粉粉末状低温钛生产线，结合新研制和新设计引擎型号的需求开展了FGH4095和FGH4096的研制工作。截止2010年，经直接热等静压成型的粉末状FGH4095钛挡板已在研制的新式国际航空引擎中通过台架试车和试飞考核，并进行了批量生产，粉末状FGH4095直接热等静压成型的小型涡轮引擎盘也通过了新式涡轴引擎的试车考核。此外，直接热等静压成型FGH4097粉末状涡轮引擎盘的研制已顺利取得进展，将在新试制的引擎中进行使用考核。

与国外的差距仍以GH4169为例，虽然GH4169钛近年来取得了长足的进步，满足了使用的基本需求，但与国外Inconel718钛涡轮引擎盘相比，国产涡轮引擎盘的研制和生产还存在一些问题。美国Inconel718钛的冶炼技术水平很高且稳定，但我省在冶炼GH4169钛过程中，由于冶炼设备技术状态不稳定、冶炼工艺技术路线不合理或技术参数控制不精准，有时会产生机械制造缺陷黑斑，加大了涡轮引擎盘在使用过程中的潜在风险。据文献《我省国际航空引擎用GH4169钛现状与产业发展》统计，自2005年太行引擎批产以来，已生产盘锻件中出现黑斑缺陷的钢锭占总数的1.8%，而美国Inconel718钛中出现黑斑的几率几乎为0。同时，其S、O含量和其他杂质原素含量比国产料要低。可见GH4169钛和美国Inconel718钛的机械制造质量还有一定差距。图示如下。

2012年，全球低温钛消费量为28万吨，占钢铁总消费量的0.02%，市场规模达100亿美元。低温钛的价格远高于其他钢铁品种，均价为1.6万美元/吨，用作航太的中高档产品价格可达3.6万美元/吨，远高于不锈钢的0.33万美元/吨，粗钢的0.07万美元/吨。

低温钛被广泛应用应用领域于各个应用领域，其中航太应用领域占比一半以上，达55%。其次是电力应用领域，占比20%。

全球范围内能够生产航太用低温钛的企业不超过50 家，主要就集中在美国、白俄罗斯、英国、法国、德国、日本和我国。发达国家一般将涉及航太应用应用领域应用领域的低温钛产品作为战略军事物资，很少出口。

可以看出，美、德、法、日为世界上低温钛的主要就生产国。国内上钢五厂（即宝钢特钢），抚顺特钢产量位于全球前30位。但整体看，国内产量较低，合计不到全球产量的十分之一。

2009年，我省低温钛年生产量在1万吨左右，需求达2万吨以上。到2013年，这一市场供给并未发生太大变化，但需求已增长至3万吨左右。截止2016年，国内低温钛的产量已达2万吨左右。2009年我省航太、发电应用领域使用的中高档和新式低温钛消费需求量在3000余吨，在其后的5~10年内，每年呈15%以上的速度增长，空间广阔。

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