تکنولوژی ذوب آلیاژ تیتانیوم پیچیده است، پردازش آن دشوار است، تنها چند کشور زنجیره صنعتی کاملی دارند، این یک مواد با کیفیت بالا در زمینه هوافضا است، تقاضای داخلی به سرعت در حال رشد است.
1) تقاضا برای آلیاژهای تیتانیوم به سرعت در حال رشد است
فن آوری ذوب آلیاژ تیتانیوم پیچیده، دشوار است برای پردازش، در حال حاضر، جهان تنها ایالات متحده، روسیه، ژاپن، چین چهار کشور به تسلط کامل تکنولوژی تولید صنعتی تیتانیوم.
از نظر تقاضای آلیاژ تیتانیوم، استفاده از مواد تیتانیوم در چین عمدتاً در صنایع شیمیایی است و تقاضا برای مواد تیتانیوم در زمینه هوافضا به سرعت در حال رشد است.
طبق آمار شعبه تیتانیوم، زیرکونیوم و هافنیوم انجمن صنایع فلزات غیرآهنی چین، حجم فروش شرکت های اصلی تولید تیتانیوم داخلی در حوزه شیمیایی حدود 50 درصد از کل حجم فروش را تشکیل می دهد.
در بخش هوافضا، فروش تیتانیوم رشد سریعی داشته است. در سال 2020، حجم کل فروش شرکت‌های بزرگ تولید تیتانیوم داخلی در زمینه هوافضا حدود 17228 تن است که افزایشی 36.73 درصدی داشته و نرخ رشد ترکیبی 16.94 درصدی در مقایسه با حجم فروش 3603 تنی در سال 2010 داشته است.
2) در زمینه هوانوردی، آلیاژ تیتانیوم عمدتاً در قطعات ساختاری هواپیما، قطعات ساختاری موتور هواپیما و بست های هوانوردی و غیره استفاده می شود و مقدار آن همچنان در حال افزایش است.
از نظر قطعات ساختاری هواپیما، مقدار تیتانیوم استفاده شده توسط جنگنده های پیشرفته خارجی حدود 25 درصد از کل جرم ساختار بدنه را تشکیل می دهد و مقدار تیتانیوم مورد استفاده هواپیماهای غیرنظامی حدود 10 درصد است.
مقدار تیتانیوم استفاده شده توسط جنگنده های نظامی داخلی به تدریج از 2% J-8 به 4% از J-10 افزایش یافته است، مقدار تیتانیوم مورد استفاده در J-11 افزایش یافته است. به 15% و میزان تیتانیوم مصرفی در J-20 به 20% رسیده است. میزان آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در هواپیماهای هواپیمایی ARJ21 4.8 درصد و میزان تیتانیوم استفاده شده در هواپیماهای مسافربری C919 9.3 درصد است.
از نظر قطعات ساختاری هوانوردی، آلیاژ تیتانیوم به طور کلی برای قطعات چرخشی مانند فن ها، دیسک های کمپرسور پرفشار، تیغه ها و قطعات ثابت مانند محفظه های احتراق و نازل های دم موتورهای هوایی استفاده می شود. استفاده از آلیاژ تیتانیوم کلید بهبود نسبت رانش به وزن هوانوردی نظامی است.
در موتورهای هوانوردی پیشرفته خارجی، مقدار آلیاژ تیتانیوم 25% تا 40% جرم کل موتور را تشکیل می دهد، به عنوان مثال، مقدار آلیاژ تیتانیوم نسل سوم هواپیمای F100 25% و مقدار آلیاژ تیتانیوم است. از نسل چهارم هواپیمای F119 40 درصد است.
3) در زمینه هوافضا از آلیاژهای تیتانیوم در سیستم های تسلیحاتی موشکی و موشک ها و وسایل نقلیه فضایی استفاده می شود.
در سیستم تسلیحات موشکی، سرعت پرواز نسل جدید موشک های کروز به 3.5 ماخ یا حتی بیشتر افزایش یافته است و قاب محفظه، پوسته و مخزن سوخت ساخته شده از مواد آلیاژ آلومینیومی نمی تواند الزامات را برآورده کند و مواد آلیاژ تیتانیوم باید برای ساخت این اجزای موشک استفاده شود. سیستم قدرت موتور توربوجت مورد استفاده توسط موشک های کروز نیز از تعداد زیادی مواد آلیاژ تیتانیوم برای ساخت اجزای ساختاری خود از جمله پوشش کمپرسور، دیسک کمپرسور، پره های کمپرسور و غیره استفاده می کند.
علاوه بر این، برخی از کلاهک های موشکی پیشرفته شروع به استفاده از مواد آلیاژ تیتانیوم کردند، مانند "Slam" AGM-84H، "Tomahawk" II و غیره ایالات متحده. در موشک ها و وسایل نقلیه فضایی، آلیاژ تیتانیوم عمدتاً در پوسته های موتور موشک، کاتترهای نازل موشک و کابین فضاپیماها یا مخازن ذخیره سوخت و اکسید کننده و سایر کشتی های فشار قوی استفاده می شود.
4) از نظر تامین آلیاژ تیتانیوم، پرکاربردترین تولید صنعتی تیتانیوم و شمش آلیاژ تیتانیوم ذوب قوس مصرفی خلاء و ذوب کوره بستر سرد می باشد.
در حال حاضر، روش ذوب کوره قوس الکتریکی مصرفی خلاء اساساً در ذوب آلیاژهای تیتانیوم هواپیمایی در چین استفاده می شود. برای شمش آلیاژ تیتانیوم با الزامات کیفیت بالا، به طور کلی لازم است که سه بار از ذوب قوس مصرفی خلاء عبور کنید تا شمش با ترکیب یکنواخت و نرخ عیب کم به دست آید.
فن آوری ذوب کوره بستر سرد در تقاضا برای کیفیت بالا و قابلیت اطمینان بالای آلیاژ تیتانیوم هوانوردی ظاهر می شود و فرآیند ذوب کوره بستر سرد به اضافه ذوب مجدد قوس مصرفی خلاء برای اطمینان از کیفیت متالورژیکی مواد آلیاژ تیتانیوم برای موتورهای هواپیما در خارج از کشور ترجیح داده می شود. فن آوری ذوب کوره بستر سرد به سرعت در کشورهای خارجی توسعه یافته است، به ویژه فناوری ذوب کوره بستر سرد ایالات متحده بالغ ترین توسعه را دارد.
سهام بوتیتانیوم داخلی، صنعت تیتانیوم انرژی پلی، صنعت تیتانیوم یوننان و سایر شرکت ها کوره ذوب بستر سرد پرتو الکترونی را معرفی کرده اند، ذوب بستر سرد پرتو الکترونی کاربرد خاصی در چین دارد.
5) انتظار می رود تقاضا برای آلیاژهای تیتانیوم در زمینه هوافضای داخلی رشد سریعی داشته باشد و انتظار می رود شرکت های مرتبط به طور کامل از آن بهره مند شوند.
در زمینه هوانوردی تعداد هواپیماهای نظامی در چین کم است، نسبت مدل های قدیمی بیشتر است و تعداد هواپیماهای نظامی برای تکمیل و ارتقاء فوری و نصب هواپیماهای جدید و جایگزینی هواپیماهای نظامی با هواپیماهای داخلی ضروری است. موتورهای هوانوردی تقاضا برای آلیاژ تیتانیوم را در زمینه هوانوردی افزایش می دهند. علاوه بر این، هواپیماهای داخلی هوانوردی غیرنظامی مانند ARJ21 و C919 به تدریج موارد جدیدی را به تقاضا برای مواد تیتانیوم هوانوردی وارد خواهند کرد.
