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全球鈦合金行業(yè)呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛且不斷拓展，未來，隨著技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展的推動(dòng)，鈦合金行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
1、行業(yè)及市場(chǎng)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)研精畢智咨詢公司研究報(bào)告，鈦合金行業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢，近五年增速僅為3.61%。
圖：各個(gè)地區(qū)增速情況
2、產(chǎn)品及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
由于鈦合金的強(qiáng)度較高，無磁，中溫性較好，具有良好的焊接性，耐腐蝕性等特點(diǎn)，當(dāng)前已被廣泛地應(yīng)用在航空領(lǐng)域，武器裝備，艦艇以及一些輕型的火炮等方面。
在鈦中加入一些合金元素，根據(jù)所形成的鈦合金的特性，通常把鈦合金分為以下幾種：
(1)α相鈦合金。這種鈦合金是一種密排六方晶格結(jié)構(gòu)的合金，有很強(qiáng)的韌性和高強(qiáng)度，在高溫下具有很強(qiáng)的抗氧化的能力。其缺點(diǎn)是成型性較差，只能在高溫環(huán)境下應(yīng)用。
(2)β相鈦合金。這種鈦合金是體心立方結(jié)構(gòu)的合金，具有較好的成型性，但會(huì)在受到污染的情況下容易損壞，所以應(yīng)用的方面不多，需要達(dá)到一定的時(shí)效后才能提高它的強(qiáng)度。
(3)α+β相合金。這種鈦合金具有良好的室溫強(qiáng)度，易成型，但其熱強(qiáng)性不太理想。經(jīng)熱處理強(qiáng)化后，適用在具有較高強(qiáng)度要求的部件當(dāng)中，不僅用量大，且用途也較為廣泛。
由于鈦合金在高溫與低溫的環(huán)境下其性能都較好，所以適用的工作范圍很廣。具有較小的密度和高強(qiáng)度，所以它的比強(qiáng)度值較高。同時(shí)在海水，大氣或者是酸、堿度的條件下具有良好的抗蝕性，使得鈦合金在眾多的金屬材料成為被最優(yōu)選的耐蝕材料。而它的熱導(dǎo)率會(huì)較低，一般適用在各種的隔熱構(gòu)件當(dāng)中。
由于鈦合金含有多種合金元素，其中含有一些高激活能元素，其在合金內(nèi)呈相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，所以鈦合金在塑性變形方面具有很大能量，也具有一定的加工性。但是鈦合金的導(dǎo)熱性較差，在切削加工時(shí)，切削熱量會(huì)聚集于刀具上，不像鋁的切削加工，其切削熱被切屑帶走。因而使得鈦合金材料熱負(fù)荷較大，而損壞刀具。因此常見的通過提升單位時(shí)間范圍內(nèi)的切除量來提高生產(chǎn)效率的方法，并不適用于鈦合金材料的加工。所以應(yīng)該針對(duì)不同鈦合金材料，應(yīng)選擇合適的加工方法。
(一)鈦合金具有很高的強(qiáng)度，韌性大，其硬度也大，所以在切削加工時(shí)硬化問題比較嚴(yán)重，需要配合退火處理。尤其當(dāng)工件表面有劃傷或存在切口時(shí)，由于它們對(duì)變形速度非常敏感，在切削加工過程中極易產(chǎn)生擦傷或裂紋，所以加工時(shí)必須控制加工速度，以低速進(jìn)行。
(二)一般情況下鈦合金熱穩(wěn)定性較好，耐高溫，與鋁合金相比，鈦合金的強(qiáng)度會(huì)高出很多。在切削加工時(shí)，鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)是非常低的，相當(dāng)于鐵和鋁材料的一小部分，它的熱量都集中在切削刀刃上。當(dāng)溫度超出一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生高化學(xué)活性，與空氣中的氧和氫發(fā)生反應(yīng)，從而降低了它的塑性，在與刀面和切屑相接觸時(shí)就會(huì)加劇對(duì)刀具的磨損。
(三)切削加工，由于鈦合金與刀具之間存在一定的磨擦，隨著摩擦速度的增大，溫度就會(huì)越高，功率也就越大，刀具磨損加快，并且易黏結(jié)，從而大大縮短了刀具的使用壽命。所以切削加工刀具的合理選用也是很關(guān)鍵的，通常選用一些硬質(zhì)合金材料如鎢鈷類硬質(zhì)合金的刀具。這樣可以有效預(yù)防加工過程中不良應(yīng)力的產(chǎn)生，保證構(gòu)件的加工精度。
鈦合金在切削加工過程中所表現(xiàn)出的這些特性使得其切削加工變得十分困難，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本增大。因此，在鈦合金切削加工工藝中，需要不斷改進(jìn)加工方案，調(diào)整合理的加工工藝參數(shù)，以提高鈦合金加工質(zhì)量。
鈦合金的焊接加工
近些年來，除一些傳統(tǒng)的鈦合金加工技術(shù)以外，也不斷出現(xiàn)了一些新的加工方法，如低溫切削、激光，超聲波以及電磁切削等。特別是隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，使得鈦合金的加工應(yīng)用范圍更加廣泛。而因鈦合金物理化學(xué)特性，對(duì)其焊接時(shí)焊縫容易被氧化、氮化而發(fā)生污染現(xiàn)象，且接頭脆化敏感，因此對(duì)它進(jìn)行焊接加工具有很大的挑戰(zhàn)性。
(一)鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊是鈦合金焊接中最普遍的一種方法，在氬氣的保護(hù)下，以鎢極充當(dāng)電極，焊縫金屬得到良好的保護(hù)，但這種焊接方法，焊接生產(chǎn)效率低，焊后結(jié)構(gòu)變形較大，焊接接頭組織晶粒粗大，保護(hù)不良的情況下會(huì)嚴(yán)重影響到焊縫質(zhì)量。僅適用于薄板焊接或打底焊。
(二)激光焊接是一種高能密度的焊接方法，采用該方法對(duì)鈦合金進(jìn)行焊接，不僅可以減少傳統(tǒng)加工工藝的缺陷，還可以有效地細(xì)化焊縫的組織晶粒，提高焊縫性能。然而，這種焊接方法的功率較小，被焊工件表面所吸收的激光束是非常低的，存在一些閾值的問題。僅適用于特殊材料或者對(duì)加工結(jié)構(gòu)有特殊要求的場(chǎng)合，且限于微小型精密零件的加工，所以較傳統(tǒng)加工工藝更加有難度。
(三)攪拌摩擦焊，是眾多的新型塑性連接工藝當(dāng)中較好的一種工藝方法。采用攪拌摩擦焊時(shí)因焊接加熱溫度低，其焊縫區(qū)域的缺陷最少，并且接頭組織性能良好，可以實(shí)現(xiàn)鈦合金的有效焊接。然而，這種方法對(duì)攪拌頭及其材質(zhì)的要求高，且沒有良好的適應(yīng)性，工藝不成熟，所以只能應(yīng)用在簡(jiǎn)單構(gòu)件的焊接加工中。
(四)電子束焊，焊接能量大，穿透性強(qiáng)，焊縫深寬比大，隔絕了大氣的污染，焊接接頭性能良好，可實(shí)現(xiàn)鈦合金厚板的焊接。但是這種方法要求在真空的條件下進(jìn)行，受到所加工的零件大小和形狀的限制，不能批量化生產(chǎn)，而且對(duì)設(shè)備的要求也是很高的，生產(chǎn)成本高，從而也就限制了它的應(yīng)用范圍。
(五)激光-電弧復(fù)合焊，對(duì)于鈦合金來說是一種良好的焊接工藝，結(jié)合了激光焊和電弧焊的優(yōu)點(diǎn)，能量密度集中，電弧穩(wěn)定，焊縫性能良好。但是它的焊接工藝參數(shù)較多，不能有效地進(jìn)行控制，操作過程也較為復(fù)雜，所以目前只是處于研究階段。
3、產(chǎn)品價(jià)格走勢(shì)
圖：產(chǎn)品價(jià)格走勢(shì) 2019-2024年
4、未來市場(chǎng)消費(fèi)形態(tài)
消費(fèi)者通常是快速變化，獲得或使用新奇產(chǎn)品，更好的體驗(yàn)，更好的方便和更快; 尋找和滿足消費(fèi)者的需求，超越期望，更好的服務(wù)。 世界變化很快，特別是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子領(lǐng)域，現(xiàn)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子正在改變傳統(tǒng)領(lǐng)域，更高效，更便宜和更強(qiáng)大。
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