11月(yue)17日，由中國工(gong)(gong)程院(yuan)主辦的(de)(de)“鈦(tai)冶金工(gong)(gong)程科技論壇(tan)”在(zai)蘇(su)州召開，6位工(gong)(gong)程院(yuan)院(yuan)士(shi)，11位專家報告人，以及眾多業內專業人士(shi)聚集(ji)一堂，進行(xing)了一次(ci)激烈的(de)(de)“頭腦風(feng)暴”，就我國鈦(tai)冶金、加(jia)工(gong)(gong)等(deng)領域(yu)的(de)(de)熱點、難點、重點問(wen)題(ti)進行(xing)研(yan)討，為鈦(tai)行(xing)業的(de)(de)發展把脈(mo)。
中國鈦工業發展迅速
近十年來，我國(guo)鈦冶金、鈦加工技術有了(le)長足的(de)進步，中國(guo)鈦工業也獲得了(le)迅速的(de)發展(zhan)。
據中(zhong)(zhong)(zhong)國有(you)色(se)金屬工業(ye)協會鈦(tai)鋯鉿(jia)分(fen)會副會長兼(jian)秘(mi)書長王向東介紹，2013年(nian)(nian)中(zhong)(zhong)(zhong)國海綿(mian)鈦(tai)產量(liang)(liang)為81171噸(dun)，占世界總產量(liang)(liang)的42.3%，相(xiang)(xiang)比2001年(nian)(nian)的2468噸(dun)增長了(le)3188.9%；中(zhong)(zhong)(zhong)國鈦(tai)加工材(cai)2013年(nian)(nian)產量(liang)(liang)為44453噸(dun)，占世界總產量(liang)(liang)的35.4%，相(xiang)(xiang)比2001年(nian)(nian)的4720噸(dun)增長了(le)8.4倍。中(zhong)(zhong)(zhong)國主(zhu)要鈦(tai)制品的產量(liang)(liang)已(yi)雙(shuang)雙(shuang)居世界第一。進出口方面，中(zhong)(zhong)(zhong)國海綿(mian)鈦(tai)和鈦(tai)加工材(cai)分(fen)別從2006和2007年(nian)(nian)起(qi)由凈(jing)進口國成為凈(jing)出口國。中(zhong)(zhong)(zhong)國已(yi)經是世界鈦(tai)工業(ye)的進出口大(da)國。
此(ci)外(wai)，中國鈦工業無論(lun)從技術裝備，還(huan)是(shi)節(jie)能(neng)減排(pai)技術、產品質量上都取得了長足的(de)(de)進步。海綿鈦的(de)(de)噸(dun)(dun)電耗已(yi)由“十(shi)二五”初(chu)期的(de)(de)34000kWh/噸(dun)(dun)下降至21000-23000kWh/噸(dun)(dun)。海綿鈦零(ling)級品率已(yi)由“十(shi)二五”初(chu)期的(de)(de)30%提高到65%左右，布氏硬度≤95的(de)(de)超軟(ruan)鈦已(yi)可批量生(sheng)產（約占總量的(de)(de)10%）左右，加工材已(yi)基(ji)本滿(man)足國內(nei)需求。
中國鈦工業仍存不少問題
盡管取(qu)得了巨大(da)的(de)成就，但(dan)中(zhong)國鈦(tai)工(gong)業(ye)(ye)的(de)發展也(ye)面(mian)臨著不(bu)(bu)少的(de)問(wen)題(ti)。王向東指(zhi)出，目前(qian)中(zhong)國鈦(tai)行業(ye)(ye)處于結構性過(guo)(guo)剩中(zhong)，一方(fang)面(mian)，中(zhong)低(di)端(duan)鈦(tai)制(zhi)品產(chan)能過(guo)(guo)剩，開工(gong)率不(bu)(bu)足(zu)，且大(da)多(duo)(duo)數企業(ye)(ye)均處在中(zhong)低(di)端(duan)產(chan)品的(de)生產(chan)定位上，產(chan)品趨同，競爭激烈，效益低(di)下(xia)；另(ling)一方(fang)面(mian)，在航空產(chan)品、醫療產(chan)品等(deng)高端(duan)進(jin)口的(de)生產(chan)上，還(huan)不(bu)(bu)能滿足(zu)國內的(de)發展需(xu)求，仍需(xu)要(yao)進(jin)口。此外，中(zhong)國鈦(tai)企業(ye)(ye)自(zi)主創新(xin)能力不(bu)(bu)強，長期以來，國內研制(zhi)鑒定了很多(duo)(duo)新(xin)型鈦(tai)合金(jin)，但(dan)自(zi)主的(de)原創性不(bu)(bu)多(duo)(duo)，絕大(da)多(duo)(duo)數是跟蹤仿制(zhi)國外同類產(chan)品，對新(xin)型鈦(tai)合金(jin)的(de)基(ji)礎(chu)性、系統性的(de)研究不(bu)(bu)夠，阻礙了新(xin)型鈦(tai)合金(jin)的(de)應用。
鈦合金成(cheng)分(fen)(fen)組(zu)織一致(zhi)性(xing)、批(pi)(pi)次穩定性(xing)不(bu)夠也是目前(qian)鈦工業急待解決的(de)(de)問題。王向東指出，盡管(guan)目前(qian)中國(guo)鈦行業的(de)(de)技術(shu)裝(zhuang)備已居世(shi)界前(qian)列，也生產(chan)了大(da)量的(de)(de)優質(zhi)鈦合金材(cai)料(liao)，但大(da)飛機和航空發動機等(deng)高端鈦合金材(cai)料(liao)的(de)(de)可(ke)靠性(xing)、批(pi)(pi)次穩定性(xing)較差(cha)，導致(zhi)發動機葉片和風扇盤等(deng)關鍵部分(fen)(fen)蠕變(bian)變(bian)形，發動機性(xing)能下(xia)降，不(bu)能滿足大(da)飛機、醫用人體植入件的(de)(de)需求。
鈦合金材料投資具備經濟性
降(jiang)低成(cheng)本是包括(kuo)鈦合金在內材料(liao)研(yan)發(fa)生產永(yong)恒的(de)命題(ti)。有數據(ju)顯示，海綿鈦成(cheng)本降(jiang)低1美元，加(jia)工(gong)材成(cheng)本將會降(jiang)低10%，同時(shi)會使非(fei)航空航天市場(chang)增加(jia)100%，降(jiang)低鈦合金的(de)成(cheng)本已(yi)成(cheng)為(wei)推(tui)動鈦應(ying)用的(de)關鍵因素之一。
寶鈦研究院(yuan)副院(yuan)長(chang)李獻(xian)民表示，鈦合金(jin)材料具(ju)有優(you)異(yi)的(de)耐腐蝕性能、優(you)異(yi)的(de)生物相容性、無(wu)磁性、較(jiao)高的(de)抗沖擊和疲(pi)勞性能、寬適(shi)應(ying)(ying)溫度范(fan)圍等眾多優(you)點，但還(huan)沒有得到大范(fan)圍的(de)應(ying)(ying)用和推廣，主要原因就是鈦合金(jin)材料的(de)價(jia)格昂貴，以及鈦合金(jin)材料在部分領域應(ying)(ying)用還(huan)存在一(yi)些(xie)不(bu)足(zu)。
但他同(tong)時指出(chu)，目前鈦(tai)合(he)金材料的(de)(de)投資已(yi)經具備經濟性。“目前海綿鈦(tai)已(yi)經處于(yu)歷史底部，相(xiang)較(jiao)于(yu)2005年(nian)最(zui)高(gao)(gao)的(de)(de)198000元/噸(dun)的(de)(de)價格，到(dao)現在50000多元/噸(dun)的(de)(de)價格，只(zhi)是最(zui)高(gao)(gao)位的(de)(de)1/4左右。從近(jin)(jin)10年(nian)的(de)(de)原材料價格分析可(ke)以(yi)看出(chu)，較(jiao)之于(yu)電解(jie)鎳、電解(jie)銅，海綿鈦(tai)的(de)(de)價格處于(yu)相(xiang)對較(jiao)低的(de)(de)價位，是近(jin)(jin)十年(nian)來價格最(zui)低的(de)(de)時候。”
李(li)獻民(min)算(suan)了一筆賬(zhang)，用鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)與銅合(he)(he)(he)金(jin)、鎳基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)Incone1625以及(ji)316L不銹鋼為(wei)材料生產(chan)冷凝管道系(xi)統設備，單根(gen)銅管的年(nian)平均投資金(jin)額為(wei)0.957萬(wan)元(yuan)，鎳基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)Incone1625為(wei)0.936萬(wan)元(yuan)，316L不銹鋼為(wei)0.797萬(wan)元(yuan)，而(er)單根(gen)鈦(tai)管僅為(wei)0.112萬(wan)元(yuan)，大(da)大(da)低于(yu)上述幾種(zhong)材料。
“如(ru)果按照(zhao)30年的全壽(shou)命周(zhou)期(qi)計算，銅(tong)(tong)合(he)金(jin)需要(yao)更(geng)換4次(ci)(ci)左右(you)，316L不(bu)銹(xiu)鋼需要(yao)更(geng)換6次(ci)(ci)以(yi)上，相應(ying)投資(zi)成倍(bei)增長；鎳基合(he)金(jin)隨使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命相同(tong)，但投資(zi)比(bi)純鈦高(gao)好幾倍(bei)。”李獻民說，“使(shi)(shi)用(yong)鈦合(he)金(jin)的一次(ci)(ci)性投資(zi)已經低于銅(tong)(tong)合(he)金(jin)，僅是不(bu)銹(xiu)鋼的2~5倍(bei)，從全壽(shou)命的角度考慮，其(qi)投資(zi)成本低于不(bu)銹(xiu)鋼和其(qi)他金(jin)屬材料。”
搭建協同創新平臺
推動鈦發展應用
盡管存(cun)在著(zhu)不少的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，但(dan)鈦工業(ye)發展(zhan)前景依舊好看。中(zhong)國有色金(jin)屬(shu)工業(ye)協(xie)會數據顯示，2013年中(zhong)國對(dui)(dui)鈦加工材(cai)的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求是4萬(wan)(wan)噸。王向東(dong)預(yu)計到(dao)2020年，中(zhong)國對(dui)(dui)鈦加工材(cai)的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求將(jiang)達到(dao)8萬(wan)(wan)噸。其中(zhong)，中(zhong)國航(hang)(hang)(hang)空航(hang)(hang)(hang)天(tian)、海洋(yang)工程和醫療等領(ling)(ling)域(yu)(yu)對(dui)(dui)高端鈦加工材(cai)的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求將(jiang)是增長的(de)(de)(de)(de)主要(yao)因素，預(yu)計到(dao)2020年中(zhong)國航(hang)(hang)(hang)空航(hang)(hang)(hang)天(tian)領(ling)(ling)域(yu)(yu)對(dui)(dui)鈦加工材(cai)的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求將(jiang)達到(dao)12000噸，比2013年增長1.5倍。此外(wai)，化(hua)工、冶金(jin)等傳統領(ling)(ling)域(yu)(yu)也將(jiang)保持穩定增長。
面對目前鈦工業(ye)面臨的問題及(ji)未來(lai)發展方向，來(lai)自(zi)中(zhong)國工程院的六位(wei)院士周廉、干勇(yong)、江東(dong)亮(liang)、周克崧、何季麟、丁文江及(ji)業(ye)內專家們(men)積極出謀劃策(ce)。
丁(ding)文(wen)江院士指出，國(guo)外大型(xing)企(qi)(qi)業周(zhou)圍總是聚集著一批有活(huo)力(li)的(de)中小企(qi)(qi)業和(he)科研(yan)機構(gou)，科研(yan)機構(gou)在向(xiang)(xiang)小企(qi)(qi)業提供(gong)技術中獲取(qu)價值，小企(qi)(qi)業在向(xiang)(xiang)大企(qi)(qi)業提供(gong)服務中實現價值，大企(qi)(qi)業通過規模化生產實現價值。而反觀國(guo)內，企(qi)(qi)業、科研(yan)院所(suo)、大專院校也在找政(zheng)府，希望(wang)從政(zheng)府拿資源，造成了我國(guo)的(de)資源配置(zhi)體制(zhi)的(de)扭曲。同(tong)時，國(guo)內大企(qi)(qi)業及(ji)科研(yan)單位(wei)各自(zi)(zi)自(zi)(zi)成體系，產學研(yan)沒有很(hen)好的(de)結合起來，造成產學研(yan)機制(zhi)的(de)扭曲。他認為，企(qi)(qi)業應(ying)是創(chuang)新(xin)的(de)主體，國(guo)內企(qi)(qi)業應(ying)該(gai)提高自(zi)(zi)己的(de)設計能力(li)和(he)評價能力(li)，真正做出自(zi)(zi)主設計的(de)產品。
江東亮(liang)院士也指出(chu)，目前企業和大(da)(da)型科研院所的聯合仍有待提高(gao)，企業大(da)(da)包大(da)(da)攬，科研院所成果不愿(yuan)分享等，都導致效率低下、資源浪費。他(ta)認為(wei)，高(gao)技術(shu)的發展一定要分工(gong)合作(zuo)(zuo)，實現大(da)(da)協作(zuo)(zuo)。
周廉(lian)院士表示(shi)，盡管中(zhong)國(guo)引進(jin)(jin)最先(xian)(xian)進(jin)(jin)的(de)鈦(tai)(tai)(tai)設備，但在產品的(de)標(biao)準、控制工(gong)藝、計算機管理等方(fang)面與國(guo)外(wai)仍有差距(ju)，目前鈦(tai)(tai)(tai)工(gong)業亟(ji)需(xu)提(ti)高質量、降低成本、擴大(da)應用。他(ta)建議建立若干(gan)個開(kai)放的(de)協同創(chuang)新平臺，理清鈦(tai)(tai)(tai)工(gong)業的(de)發(fa)(fa)展路線，通過平臺建立好(hao)的(de)課(ke)題(ti)(ti)項(xiang)目，調動相(xiang)關領域的(de)專業人員，共同進(jin)(jin)行技術研發(fa)(fa)與攻(gong)關，攻(gong)克鈦(tai)(tai)(tai)及其(qi)(qi)合金加(jia)工(gong)材性(xing)(xing)能(neng)均勻性(xing)(xing)、穩定(ding)性(xing)(xing)、批量一致性(xing)(xing)等技術難(nan)題(ti)(ti)，開(kai)發(fa)(fa)先(xian)(xian)進(jin)(jin)鈦(tai)(tai)(tai)合金及其(qi)(qi)加(jia)工(gong)技術，促進(jin)(jin)鈦(tai)(tai)(tai)的(de)應用。
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