钛材性能特征与应用领域分析

钛合金的工作温度可高达600℃，同时在– 高低温性能 200℃下，仍然保持很好的塑性，适合在低温
下用作结构材料，超低温下电阻率几乎为零
生物相容性好 大量用作人工关节及血管支架等
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钛具体应用领域
领域
具体应用
化工领域
主要用作炼油生产中的冷凝器、空气冷却换热器 氯碱行业中的冷却管、钛阳极等，在电解槽工业 和电镀行业，是电解槽设备的主要结构件
钛材分类
分类标准
包含种类
按是否添加合金元素
按牌号（即组织结构和合金 成分）分类
纯钛材和钛合金 TA/TB/TC+阿拉伯数字
按形态分
棒材、丝材、管材、板材、异型材等
按用途分
航空、航天、舰船、兵器、化工用钛材等
按是否涉及军工
军用钛材和民用钛材
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代表性钛材实物图
一、钛材概况：高端产品质量要求苛刻，壁垒较 高
钛的性能
性能
高熔点 低密度
Leabharlann Baidu
性能特征
熔点1668℃，比铁高138℃，是轻金属中的 高熔点金属
4.51g/cm3，仅为铁的57.4%，铜的50.7%
高比强度
钛合金尤其是高强钛合金的强度与高强钢相当 而密度几乎小一半，具高的比强度
耐腐蚀性强
常温下，在5%以下的硫酸、盐酸、磷酸中有 较好的耐蚀性，在海水中几乎不被腐蚀；在盐 类溶液中有很好的耐蚀性，除草酸和≥10%的 甲酸外，钛在有机酸中有很好的耐蚀性
逐步进入全球高端制造业采购体系。
《有色金属工业发展 规划（ 2016 － 2020 年）》
工业和信息化部 2016 年9 月
大力发展高端材料。到2020 年，海洋工程及航空用钛合金等实现稳定供给， 国际竞争力不断提高。航空航天用钛合金棒材/锻件是高性能轻合金材料的
发展重点。
《中国制造2025》（国 国务院 发〔2015〕28号） 2015 年5 月
提升新型轻合金材料整体工艺技术水平。
到2020 年，力争使若干新材料品种进入全球供应链，重大关键材料自给率
《“十三五”国家战略 国务院
达到70%以上，初步实现我国从材料大国向材料强国的战略性转变。面向
性新兴产业发展规划》 2016 年11 月
航空航天等产业发展需求，扩大高强轻合金、特种合金、等规模化应用范围
加快推动先进基础材料工业转型升级，高强韧钛合金等先进有色金属材料等
工业和信息化部、发改委、 为重点，重点突破材料性能及成分控制、生产加工及应用等工艺技术，不断
《新材料产业发展指南 科技部、财政部 2016 年12 月
优化品种结构，提高质量稳定性和服役寿命，降低生产成本，提高先进基础 材料国际竞争力。开展高温、高强、大规格钛合金材料熔炼、加工技术研究
以特种金属功能材料、高性能结构材料为发展重点，加快研发先进熔炼、凝 固成型、气相沉积、型材加工、高效合成等新材料制备关键技术和装备，加 强基础研究和体系建设，突破产业化制备瓶颈。加快基础材料升级换代。
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钛材加工难度较高，包括多个环节，涉足材料、装备、工艺控制等多个因素，具有较高技术、资金、装备等壁垒。其中用
于航空航天、兵器等高端钛材，对产品质量的要求苛刻，在钛材“高均匀性、高纯净性、高稳定性”方面提出更高的要求，
因此要求厂商配备高精度装备，具备钛合金材料设计能力、精细化生产工艺控制、工艺和设备匹配性，完善的质量控制体
新兴领域 航空航天、军工等
一、钛材概况：位于产业链中游，有多种分类方 法
钛材即钛加工材，是钛优异性能具体应用的载体，连接上游资源以及下游应用，处于产业链中游。它是指海绵钛（或海绵钛 加 合金元素）经熔炼形成钛铸锭，再经锻造、轧制、挤压等塑性加工方法将铸锭加工成材。
根据不同标准，钛材有多种分类方法，其中按形态和是否涉足军工方法较为普遍。按形态分，钛材包括棒材、丝材、管材、板 材、异型材等；而根据是否涉及军工，钛材可分为军用钛材和民用钛材。
电力领域 冶金领域 海洋工程
火力发电厂和核电站的冷凝器、汽轮机叶片、管 道等
主要用于湿法冶金制取贵金属的管道、泵、阀和 加热盘等
船舶上的水翼、行进管等，油田钻井平台的钛热 交换器、平台支柱等
制盐领域 真空制盐加热器、换热器换热管、卤水预热器等
医疗、体育休 闲
医疗领域中的医疗器械、外壳矫正材料（如心脏 内瓣、心脏内瓣隔膜、骨关节等）；体育休闲领 域中的高尔夫球头、球杆等
钛材行业产业政策
政策文件
颁布部门及时间
内容
《新材料标准领航计 划（2018-2020 年）
工信部、发改委、国防科工 局等9 部委 2018 年3 月
从新材料技术、产业发展的战略性、基础性特点出发，科学规划标准化体系 明确新材料标准建设的方向，建立标准领航产业发展工作机制，重点部署 研制一批“领航”标准，指导新材料产品品质提升，带动科技创新，引领产 业健康有序发展。
钛材行业上下游
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一、钛材概况：钛是性能优异的战略金属，比强度优势突出
钛元素符号Ti ，原子序数22，属于难熔稀有轻金属。它是银白色的金属，具有密度低、熔点高、比强度高、耐腐蚀性强 、 高低温性能好、无磁性、无毒、生物相容性好等特点，其中高比强度性能尤为突出，高强钛合金强度与高强钢相当， 但密 度几乎小一半。此外，钛及合金还具有形状记忆、超导和储氢等特点。目前钛及合金广泛应用于化工、海洋工程、航 空航 天、军事、冶金、医疗、体育休闲等领域。因此，钛是一种战略金属，是现代高新技术领域不可或缺的关键材料，又 被称 为“太空金属”、“海洋金属”。
系等综合能力。
钛材生产流程
部分钛材加工装备实物图
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一、钛材概况：鼓励发展高端产品，军品实施行政许可制度
钛材属于新材料的范围，国家新材料重要政策和钛材也有一定关系。总体上，政策鼓励航空航天、海洋工程的高性能先进钛 材的发展，致力使我国成为钛材料的强国。对于军用钛材而言，由于军工行业的特殊性，需接受国防科工局监管，采用严格 的行政许可制度，承担涉密武器装备科研生产任务的企事业单位，必须取得相应资质、许可。