1) Crescimento rápido na demanda por ligas de titânio
A tecnologia de fundição de liga de titânio é complexa e difícil de processar. Atualmente, apenas os Estados Unidos, a Rússia, o Japão e a China dominam a tecnologia completa de produção industrial de titânio.
Em termos de demanda por ligas de titânio, os materiais de titânio do meu país são usados principalmente na indústria química, e a demanda por materiais de titânio no setor aeroespacial está crescendo rapidamente.
De acordo com estatísticas da filial de titânio, zircônio e háfnio da Associação da Indústria de Metais Não Ferrosos da China, as vendas dos principais fabricantes nacionais de materiais de titânio na indústria química representam cerca de 50% das vendas totais.
No campo aeroespacial, as vendas de titânio continuam a crescer rapidamente. Em 2020, as vendas totais dos principais fabricantes nacionais de materiais de titânio no campo aeroespacial foram de aproximadamente 17.228 toneladas, um aumento anual de 36,73% e uma taxa de crescimento composta de 16,94% em comparação com as vendas de 3.603 toneladas em 2010.
2) No campo da aviação, as ligas de titânio são usadas principalmente em peças estruturais de aeronaves, peças estruturais de motores aeronáuticos e fixadores aeroespaciais, e a quantidade de uso continua a aumentar.
Em termos de peças estruturais de aeronaves, a quantidade de titânio usada em caças estrangeiros avançados representa cerca de 25% da massa total da estrutura da fuselagem, e a quantidade de titânio usada em aeronaves civis representa cerca de 10%.
A quantidade de titânio usada em caças militares domésticos aumentou gradualmente dos 2% iniciais do J-8 para 4% do J-10, do J-11 para 15% e do J-20 para 20%; a aeronave civil ARJ21 usa 4,8% de liga de titânio, e o C919 usa 9,3% de titânio.
Em termos de peças estruturais de motores aeronáuticos, ligas de titânio são geralmente usadas para peças rotativas, como ventiladores, discos de compressores de alta pressão, lâminas e peças estacionárias, como câmaras de combustão e bicos de cauda de motores de aeronaves. O uso de ligas de titânio é a chave para melhorar a relação empuxo-peso de motores aeronáuticos militares.
Em motores aeronáuticos avançados estrangeiros, a quantidade de ligas de titânio foi responsável por 25% a 40% da massa total do motor. Por exemplo, o motor aeronáutico de terceira geração F100 usa 25% de ligas de titânio, e o motor aeronáutico de quarta geração F119 usa 40% de ligas de titânio.
3) No campo aeroespacial, ligas de titânio são usadas em sistemas de armas de mísseis, foguetes e veículos espaciais.
Em sistemas de armas de mísseis, a velocidade de voo da nova geração de mísseis de cruzeiro aumentou para Mach 3,5 ou até mais. As anteparas, revestimentos, tanques de combustível, etc. feitos de materiais de liga de alumínio não podem atender aos requisitos, e materiais de liga de titânio devem ser usados para fabricar essas peças de mísseis; o sistema de energia do motor turbojato usado em mísseis de cruzeiro também usa um grande número de materiais de liga de titânio para fabricar seus componentes estruturais, incluindo invólucros de compressor, discos de compressor, lâminas de compressor, etc.
Além disso, algumas ogivas de mísseis avançadas começaram a ser feitas de materiais de liga de titânio, como o "SLAM" AGM-84H dos EUA e o "Tomahawk" II. Em termos de foguetes e espaçonaves, as ligas de titânio são usadas principalmente em invólucros de motores de foguetes, dutos de bicos de foguetes e cabines de espaçonaves ou tanques de armazenamento de combustível e oxidante e outros contêineres de alta pressão.
4) Em termos de fornecimento de ligas de titânio, o mais amplamente utilizado na produção industrial de lingotes de titânio e ligas de titânio é a fusão a arco consumível a vácuo e a fusão em forno de leito frio.
Atualmente, a fusão de ligas de titânio para aviação no meu país adota basicamente o método de fusão de forno a arco consumível a vácuo. Para lingotes de liga de titânio com requisitos de alta qualidade, eles geralmente precisam passar por três fusões a arco consumíveis a vácuo para obter lingotes com composição uniforme e baixa taxa de defeitos.
A tecnologia de fusão por forno de soleira fria surgiu sob a demanda por alta qualidade e alta confiabilidade de ligas de titânio para aviação. Países estrangeiros preferem o processo de fusão por forno de soleira fria mais refusão a arco consumível a vácuo para garantir a qualidade metalúrgica de materiais de liga de titânio para motores de aviação. A tecnologia de fusão por forno de soleira fria se desenvolveu rapidamente no exterior, especialmente nos Estados Unidos, onde a tecnologia de fusão por forno de soleira fria é a mais madura.
Empresas nacionais como Baoti Co., Ltd., Jueneng Titanium Industry e Yunnan Titanium Industry introduziram sucessivamente fornos de fusão a frio por feixe de elétrons, e a fusão a frio por feixe de elétrons tem certas aplicações na China.
5) Espera-se que a demanda por ligas de titânio no setor aeroespacial nacional mantenha um rápido crescimento, e espera-se que as empresas relacionadas se beneficiem totalmente.
No campo da aviação, meu país tem um pequeno número de aeronaves militares e uma grande proporção de modelos antigos. Há uma necessidade urgente de compensar o número de aeronaves militares e atualizá-las. A instalação de novas aeronaves e a substituição de aeronaves militares por motores de aeronaves nacionais aumentaram a demanda por ligas de titânio no campo da aviação. Além disso, as aeronaves civis nacionais ARJ21 e C919 gradualmente trarão nova demanda por materiais de titânio para aviação.
No campo aeroespacial, os mísseis são os principais consumíveis da guerra moderna, e a demanda deve manter um rápido crescimento.
As empresas nacionais envolvidas na produção de ligas de titânio aeroespacial incluem principalmente Baoti Group, Western Superconducting, Western Materials, Xiangtou Jintian Group, Aviation Materials Institute, Baowu Special Metallurgy, Tiancheng Aviation Materials, etc., que devem se beneficiar totalmente do aumento na demanda por ligas de titânio no setor aeroespacial.
