導讀：鈦合金因具有比強度高、耐腐蝕、耐高溫、耐低溫、無磁、可焊、生物相容性好等優異的綜合性能，在航空、航天、核工業、兵器、海洋、石油、化工、醫療、日常生活等眾多領域都有著重要的用途。近5年國內鈦行業工藝、技術和產品等得到提升。
一、主要工程技術進展
鈦材產量由2015年的4.86萬噸上升到2019年的7.53萬噸，增長了55%。
（1）多種鈦合金材料成功用于我國重要工程。高強高韌損傷容限鈦合金TC21和中強高韌損傷容限鈦合金TC4-DT實現大規格棒材批量化生產，成功用于我國新型戰機等（圖1為某飛機用TC21合金的鍛件）。新型CT20低溫鈦合金管（圖2）、板、絲材及管件等成功應用于我國新一代航天器中。特殊耐蝕鈦合金Ti35應用于核乏燃料后處理設備（圖3）。
圖1 TC21合金模鍛件
圖2 CT20管材和應用部位
圖3 Ti35合金溶解器
（2）鈦合金熔煉技術得到提升。實現了SP700、Ti-1023等易偏析鈦合金的3～5t級高均質鑄錠的工業化制備，掌握了TC4（圖4）、Ti80、TA15等常用鈦合金10t級超大規格高均質鑄錠的制備技術。電子束冷床爐熔煉的多組元鈦合金扁錠的成分均勻性有明顯提升（圖5）。
圖4 TC4合金12.8t鑄錠（VAR熔煉，直徑為1020mm）
圖5 電子束冷床爐熔煉的TA19合金圓錠
（3）鈦合金鍛造技術水平邁上新臺階。掌握了TC4（圖6）、TC21（圖7）、TC18、TC4-DT、TA15等常用鈦合金高品質大規格鍛坯及棒材的穩定化制備技術。
圖6 TC4合金板坯（10t）
圖7 TC21合金棒材（直徑350mm）和TC4 ELI棒材（直徑650mm）
（4）鈦合金板材制備技術得到提升。TC4、TC4 ELI、Ti70、TA5等鈦合金板材獲得成功應用。開發出航空用高品質TC4鈦合金厚板生產新工藝（圖8）。開發出超大規格鈦合金厚板制備工藝，制備出國內最大規格及單重的TC4鈦合金厚板（圖9），滿足深海空間站和艦船等裝備對超大規格鈦合金構件的需求。實現細晶TC4和TA15等鈦合金超塑板材的批量應用（圖10）。
圖8 TC4中厚板
圖9 TC4合金厚板（42mm×3660mm×11500mm）
圖10 寬幅細晶TA15、TC4合金板材（0.5-4.0×≥1200×≥2400mm）和TA15超塑性拉伸后試樣
開發出低成本高強度Ti-5322鈦合金板材制備技術（圖11），開發出裝甲用TC4鈦合金板材制備工藝，并將其拓展應用于高爾夫球頭。
圖11 低成本高強度鈦合金板材
（5）大口徑鈦及鈦合金無縫管材及彎管制備技術得到提升。制備出合格的大口徑鈦及鈦合金無縫管材及彎管，如TA2的外徑大于200mm、長度大于3m的無縫管；Ti-75、Ti80和TC4的外徑大于260mm、長度大于3m的無縫管。
（6）鈦合金型材及深加工制品制備技術得到提升。制備的鈦膈膜、鈦毛細管、環形氣瓶、球形儲箱、藥型罩、絲材、各種管件等制品尺寸和性能穩定性得到提升（圖13）。
圖13 鈦合金藥型罩（a）、隔膜（b）、球形儲箱內襯（c）、小氣瓶（d）
二、主要新合金的研制和應用進展
（1）研制出強度為800MP、900MPa、1000MPa級的鈦合金以及放射性快速衰減的鈦合金，制備出合金棒材、板材、管材等。
（2）新研制的Ti-60高溫鈦合金用于我國新型航空發動機工程化階段。
（3）開發出Ti-1300、TB15、TB17、TB18、Ti-7333、Ti-5321等航空、航天用高強韌鈦合金。
（4）開發出M36合金，用于制備多功能戰斗部，開發出Ti-6432、TR154等低成本鈦合金。
（5）開發出Ti-60、Ti-65、Ti-650等高溫鈦合金，高強高韌損傷容限鈦合金TC21，中強高韌損傷容限TC4-DT，阻燃鈦合金Ti-40，低溫鈦合金CT20，超高強韌鈦合金Ti-1300，高強鈦合金Ti-26，低成本鈦合金Ti-12LC，乏燃料后處理工程用特種耐蝕鈦合金Ti-35，船用鈦合金Ti-70等。
三、鈦合金材料的發展方向
（1）鈦合金材料的成本需要進一步優化。通過工藝流程再造、工藝技術變革、高效短流程工藝、殘廢料大量回收使用、低成本的新工藝和新技術的應用、全流程設計、低成本鈦合金研發等等多個環節，降低鈦合金材料的成本。
（2）面向國家重大需求和國際前沿技術及滿足國防新要求，開展新合金、新技術、新材料、新產品研發，強化原創性理論研究及應用基礎研究。
（3）大力發展“高、精、尖” 產品和深加工制品的制備技術，攻克高端產品，滿足應用需求，如高強度管材、薄壁型材、箔材、高質量超長管、超大規格棒材、寬幅厚板/薄板、高質量絲材、膈膜、各類型管件、球形儲箱、環形氣瓶、藥型罩、緊固件等。
（4）強化鈦合金近凈成形技術研究及應用。
（5）精簡鈦合金牌號，發展主干鈦合金，避免重復研究。
（6）建立鈦合金材料數據庫及合金設計的專家系統，通過集成計算，指導新合金設計。
陜公網安備 61030502000103號 
