鈦及鈦合金材料經(jīng)濟(jì)性及低成本方法論述

李獻(xiàn)民, 劉　立, 董　潔, 趙　普

(寶鈦集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721014)

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鈦及鈦合金材料經(jīng)濟(jì)性及低成本方法論述

李獻(xiàn)民, 劉立, 董潔, 趙普

(寶鈦集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721014)

李獻(xiàn)民

摘要：鈦及鈦合金材料因具有密度小、比強(qiáng)度高、韌性好、無(wú)磁性、耐腐蝕性好等優(yōu)異的綜合性能,在航空、航天、艦船、核電等重要領(lǐng)域及石油、冶金、化工、電力、生物醫(yī)學(xué)等民用市場(chǎng)有著廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)闡述了鈦及鈦合金材料的優(yōu)越性能及廣泛應(yīng)用，對(duì)比分析了近10年來(lái)海綿鈦、電解鎳、電解銅、不銹鋼等原材料價(jià)格變化趨勢(shì)及規(guī)律，分析了實(shí)現(xiàn)鈦及鈦合金低成本化新的加工方式。利用全壽命經(jīng)濟(jì)性分析的方法，對(duì)不銹鋼、銅合金、鎳基合金、鈦及鈦合金在艦艇冷凝管道應(yīng)用實(shí)例的對(duì)比分析及不同材料設(shè)備經(jīng)濟(jì)綜合性分析，提出了在現(xiàn)有原材料價(jià)格、原料產(chǎn)量、加工成本、產(chǎn)品產(chǎn)量的條件下，應(yīng)大力推廣應(yīng)用鈦及鈦合金材料。

關(guān)鍵詞：鈦及鈦合金；市場(chǎng)應(yīng)用；經(jīng)濟(jì)性分析；全壽命分析；低成本

1前言

鈦及鈦合金常被稱(chēng)為“太空金屬”、“海洋金屬”和“戰(zhàn)略金屬”，它具有密度小、比強(qiáng)度高、韌性好、熱膨脹系數(shù)低、無(wú)磁性、耐腐蝕性和耐高溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)異的結(jié)構(gòu)和功能材料[1-4]，已成為航空、航天飛行器等領(lǐng)域的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，并在艦船、石油、化工、冶金、電力、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用。

與相同領(lǐng)域中使用的不銹鋼、銅合金、鎳基合金等相比，長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為鈦及鈦合金并不具備成本優(yōu)勢(shì)，因此延緩了鈦及鈦合金材料推廣應(yīng)用的速度及范圍[5-6]。除了鈦材價(jià)格的影響因素外，鈦及鈦合金產(chǎn)量較小，也成為影響鈦材推廣使用原因。本文從鈦及鈦合金原材料價(jià)格、原材料產(chǎn)量、加工成本、鈦材加工量等方面，與其他選材進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析，結(jié)果顯示鈦及鈦合金材料具有絕對(duì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2鈦及鈦合金材料經(jīng)濟(jì)性分析

2.1鈦合金與其它材料原料價(jià)格變化分析

圖1～3對(duì)比分析近10年的海綿鈦、電解鎳、電解銅、316L不銹鋼原材料價(jià)格變化趨勢(shì)。

圖1　近10年海綿鈦價(jià)格走勢(shì)圖Fig.1 Titanium sponge price nearly 10 years

圖2　近10年多種金屬價(jià)格走勢(shì)圖Fig.2　Some kinds of materials prices nearly 10 years

圖3　近10年多種金屬原材料價(jià)格走勢(shì)圖Fig.3　Some kinds of raw materials prices nearly 10 years

海綿鈦價(jià)格近10年來(lái)波動(dòng)較大，2005年海綿鈦價(jià)位最高時(shí)達(dá)到198 000￥/t，之后幾年海綿鈦價(jià)格持續(xù)下跌，2014年海綿鈦價(jià)格降至45 000￥/t，與最高價(jià)位相差將近4倍,創(chuàng)歷史最低位。

從圖2中可以看出，電解鎳的價(jià)格在近10年內(nèi)波動(dòng)較大，2004年到2007年，電解鎳價(jià)格從132 000￥/t上漲至300 000￥/t，2007年以后其價(jià)格開(kāi)始下降，2014年跌至146 000￥/t；電解銅價(jià)格從2004年至2006年持續(xù)上漲，最高價(jià)位達(dá)到72 330￥/t，2006年以后價(jià)格持續(xù)下降，2014年穩(wěn)定在43 000￥/t左右；316L不銹鋼價(jià)格從2005年66 800￥/t上漲至2007年的73 100￥/t，2007年以后價(jià)格逐漸下降，到2014年跌至28 100￥/t，跌去了原價(jià)格的3/5左右，跌幅較大。

從圖3近10年的原材料價(jià)格趨勢(shì)可以看出，目前，海綿鈦價(jià)格與電解銅價(jià)格相當(dāng)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電解鎳，而高于不繡鋼材料的價(jià)格，但綜合分析鈦及鈦合金在航空、航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，鈦及鈦合金的高比強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫等性能優(yōu)于不銹鋼，在目前的市場(chǎng)情況下，海綿鈦價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，這就為擴(kuò)大鈦合金材料的應(yīng)用提供了保障。

從圖4的數(shù)據(jù)可以看出，2000年我國(guó)海綿鈦產(chǎn)量為1 905 t，2014年中國(guó)海綿鈦實(shí)際產(chǎn)量88 000 t左右，14年間我國(guó)海綿鈦產(chǎn)量增加了46倍，2014年我國(guó)海綿鈦實(shí)際產(chǎn)能超過(guò)15萬(wàn)噸。

從圖5的數(shù)據(jù)可以看出,2001年，我國(guó)的鈦加工材產(chǎn)量為4 012 t，2014年產(chǎn)量達(dá)到49 660 t，13年間，我國(guó)鈦加工材產(chǎn)量增加了12倍；我國(guó)最大的鈦材生產(chǎn)單位寶鈦集團(tuán)2014年產(chǎn)量達(dá)到18 115 t。

圖4　近年來(lái)中國(guó)海綿鈦產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)圖Fig.4 Statistical figure of titanium sponge production in China

圖5　近年來(lái)全球、中國(guó)、寶鈦集團(tuán)鈦加工材產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)圖Fig.5　Statistical figure of titanium material production of theworld,China and Baoti group

綜上所述，從近15年我國(guó)海綿鈦產(chǎn)量趨勢(shì)可以看出，我國(guó)海綿鈦產(chǎn)量快速提高；同時(shí)從全球、我國(guó)鈦加工材產(chǎn)量的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，鈦合金加工材的產(chǎn)量也得到快速的提高，產(chǎn)量的快速提高和原材料價(jià)格的不斷降低，這都為鈦合金材料的擴(kuò)大應(yīng)用提供了前提條件。

2.2鈦合金材料應(yīng)用經(jīng)濟(jì)分析

隨著鈦材冶煉加工技術(shù)的快速發(fā)展，海綿鈦價(jià)格和鈦材價(jià)格已經(jīng)處于合理的價(jià)位，以艦船用鈦合金為例，鈦合金管道系統(tǒng)與傳統(tǒng)材料制造的管道相比應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。俄羅斯研究了不同材料制造的管道系統(tǒng)，這些材料通常用于容器和船體表面，研究表明，傳統(tǒng)材料(碳鋼、不銹鋼、銅合金)的服役期限大約是2～10 a，服役期內(nèi)必須進(jìn)行維修，甚至是更換，特別是在高速推動(dòng)作用的環(huán)境下，各種接頭都會(huì)產(chǎn)生局部腐蝕缺陷[7-9]。鈦合金只需要一次投入，與艦船同壽命，使用過(guò)程只需簡(jiǎn)單維護(hù)。

實(shí)際投資時(shí)應(yīng)考慮全壽命的投資而不是只考慮一次性投資，全壽命內(nèi)總投資包括一次性投資、換裝或大修費(fèi)用和日常維護(hù)費(fèi)用的總和。

實(shí)際考慮的因素還包括：使用壽命、停產(chǎn)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。如果將30年作為全壽命周期，考慮換裝次數(shù)，那么全壽命周期內(nèi)的總投資，還應(yīng)包括換裝次數(shù)與每次換裝投資的乘積。

投資成本可以按表示如下公式:

Q=Q1+nQ2+qc

Q─設(shè)備服役期內(nèi)總投資；

Q1─設(shè)備一次性投資；

n─在壽命年限內(nèi)的維修次數(shù)；

Q2─設(shè)備每次維修費(fèi)；

qc─日常和其他維護(hù)費(fèi)用。

如設(shè)備使用N年，則轉(zhuǎn)化為年(化)平均投資費(fèi)用:

q─年平均投資；

q1─一次性年平均投資；

q2─平均年維修費(fèi)用；

qc─日常和其他維護(hù)費(fèi)用。

對(duì)表1中列舉的管材費(fèi)用進(jìn)行全壽命分析比較，同時(shí)將表2中的鎳基合金Inconel625和316L不銹鋼材質(zhì)管材替代表1中的TA2管材應(yīng)用進(jìn)行分析，不考慮冷凝器每年維修費(fèi)用、泄露換管費(fèi)用、設(shè)備加工費(fèi)等。

表1　俄羅斯某艦艇舷外側(cè)水冷凝管道系統(tǒng)的比較數(shù)據(jù)[8]

表2　不同材料設(shè)備經(jīng)濟(jì)綜合性分析[9]

Note：Prices and weight ratio in this table are calculated as basic number in those of 3161 stainless steel

按實(shí)際運(yùn)行計(jì)算(單根管材)，得出以下計(jì)算結(jié)果

Q1 Cu=7.6×104￥,Q1 Ti=3.4×104￥,

Q1Inconel625=2.81×105￥,Q1 316L=1.6×104￥

= 0.957×104￥/a

= 0.112×104￥/a

= 0.936×104￥/a

= 0.797×104￥/a

由計(jì)算結(jié)果看出，純鈦TA2使用30年時(shí)仍是一次性投資費(fèi)用，鈦合金年平均投資為0.112萬(wàn)元/年，銅合金年平均投資為0.957萬(wàn)元/年；同時(shí)銅合金管道的平均服役期是8年，而鈦合金的平均服役期是30年。如果按30年計(jì)算，銅合金需要更換接近4次，按上述價(jià)格比和計(jì)算方法，全壽命分析后得出銅的投入是鈦的11.39倍。 Inconel625鎳基合金年平均投資為0.936萬(wàn)元/年，316L不銹鋼年平均投資為0.797萬(wàn)元/年,316L不銹鋼的海水運(yùn)行期只有2～5年;和純鈦TA2的使用年限相同鎳基合金海水運(yùn)行期也為30年，但是鎳基合金價(jià)格昂貴，并且重量較重。如果按30年計(jì)算，則全壽命內(nèi)考慮鈦合金經(jīng)濟(jì)性最高。

3鈦及鈦合金降低成本方法分析

海綿鈦的價(jià)格目前每噸5萬(wàn)元左右，已達(dá)到歷史低位,甚至已低于成本價(jià)格。鈦材的價(jià)格主要由原料價(jià)格(海綿鈦、合金)、真空熔煉和加工成本構(gòu)成。純鈦加工材的價(jià)格大約在每噸10萬(wàn)元左右，原料與熔煉加工構(gòu)成比例大約在1∶1左右, 對(duì)于售價(jià)在每噸15～30萬(wàn)元的鈦合金來(lái)說(shuō),比例在1∶1.5～5或更多。從上述的分析可以看出，主要可以通過(guò)降低原材料制備成本、真空熔煉和加工成本的手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)鈦及鈦合金材料成本的降低。

研發(fā)高綜合性能、低成本的鈦合金，也成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。目前主要集中在通過(guò)原料制備、合金熔煉技術(shù)、加工技術(shù)及工藝方面取得突破，實(shí)現(xiàn)低成本鈦合金制造。通過(guò)海綿鈦制備、鑄錠制備的優(yōu)化創(chuàng)新和高效軋制、近凈成形制備技術(shù)的應(yīng)用，鈦合金成本最大可以降低60%，而且材料性能完全滿足實(shí)際需要，海綿鈦成本每降低1美元，加工材成本將會(huì)降低10%,同時(shí),會(huì)使非航空航天市場(chǎng)增加100%。

3.1低成本海綿鈦制備技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)海綿鈦產(chǎn)能迅速擴(kuò)大。2013年我國(guó)海綿鈦產(chǎn)能已超過(guò)15萬(wàn)噸，海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)不斷優(yōu)化工藝，實(shí)現(xiàn)了全流程海綿鈦生產(chǎn),冶煉綜合能耗大幅度降低，還原蒸餾爐每噸電耗5 460～6 000 kw·h，海綿鈦每噸電耗已降至23 000～27 600 kw·h[10]，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，這也為我國(guó)海綿鈦生產(chǎn)的成本降低打下了基礎(chǔ)。

從目前的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀來(lái)看，采用TiO2直接電解生產(chǎn)鈦的新型熔鹽電解法，替代傳統(tǒng)工藝中制備TiCl4的過(guò)程，目前處于研制階段，離工業(yè)化生產(chǎn)還有較長(zhǎng)的時(shí)間。

表3　國(guó)內(nèi)先進(jìn)海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

3.2低成本鈦合金鑄錠制備技術(shù)

3.2.1低成本鈦合金的研制

針對(duì)鈦合金成本較高的狀況，國(guó)外研制了成本相對(duì)較低的鈦合金。近幾年國(guó)內(nèi)低成本鈦合金研制也受到了高度重視，通過(guò)合金設(shè)計(jì)，添加廉價(jià)的合金元素(如Fe)代替昂貴的合金元素(如V)等，開(kāi)發(fā)低成本鈦合金，以擴(kuò)大鈦合金的應(yīng)用[11-12]。該方法可行性強(qiáng)，應(yīng)用低價(jià)合金元素達(dá)到降低成本的目的。美國(guó)Timet開(kāi)發(fā)的以Fe作為合金元素的低成本高強(qiáng)鈦合金Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe(Timetal LCB)和汽車(chē)用鈦Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si(Timetal 62S)，Timetal LCB合金性能與Ti-1023相當(dāng)，成本僅為T(mén)i-6Al-4V的78%；Timetal 62S的性能優(yōu)于Ti-6Al-4V，成本可降低15%～20%[13]。

國(guó)內(nèi)西北有色金屬研究院開(kāi)發(fā)出Ti12 LC(Ti-Al-Fe-Mo)和Ti8 LC(Ti-Al-Fe-Mo)兩種低成本鈦合金，室溫性能均優(yōu)于Ti-6Al-4V；洛陽(yáng)船舶材料研究所也研制出Ti-0.8Al-1.2Fe低成本鈦合金。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)低成本鈦合金的研究重點(diǎn)僅局限于采用廉價(jià)的Fe,O,N等元素代替昂貴合金元素如V等，綜合性能的控制局限于強(qiáng)度和加工性能，主要應(yīng)用于汽車(chē)、體育等民用領(lǐng)域，在高端的航空航天等領(lǐng)域沒(méi)有得到很好地推廣。

3.2.2添加返回殘料制備技術(shù)

在鈦合金的生產(chǎn)過(guò)程中，由于熔煉、鍛造、熱軋、冷軋、管材擠壓過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的殘料，通過(guò)將殘料清洗干凈，按牌號(hào)分類(lèi)后，可以將塊料、屑料以捆綁電極的方式用真空自耗電弧爐(VAR)、電子束冷床爐(EBCHM)、等離子冷床爐(PACHM)熔煉的方式再次返回應(yīng)用，殘料可回收率最大可達(dá)100%。

鈦殘料的價(jià)格只有海綿鈦價(jià)格的20%～30%，通過(guò)添加返回殘料的方式，不但大大降低了部分牌號(hào)鈦合金的生產(chǎn)成本，滿足市場(chǎng)及客戶(hù)的需求，也為殘料的二次利用提供了有效途徑。國(guó)內(nèi)寶鈦集團(tuán)有限公司應(yīng)用其2 400 kw電子束冷床爐，添加殘料最大比例可達(dá)65%～70%，實(shí)現(xiàn)了材料低成本化制造。

添加返回料制備技術(shù)雖然取得了快速的發(fā)展，特別是在民用領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是，將回收料應(yīng)用于重要用途的鈦材生產(chǎn)，還面臨較多的問(wèn)題，如沒(méi)有統(tǒng)一回收處理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，目前可用于回收的合金牌號(hào)不多等。

3.2.3新型熔煉方式(電子束冷床爐、等離子冷床爐熔煉)

通過(guò)縮短制造流程也是低成本鈦合金制備的一個(gè)有效途徑，目前國(guó)際上生產(chǎn)大型優(yōu)質(zhì)鈦合金坯料使用的方法包括應(yīng)用新型的電子束冷床爐、等離子冷床爐熔煉技術(shù)，單次冷床爐熔煉直接軋制技術(shù)[14]。

新型熔煉方式可以部分替代真空自耗電弧爐熔煉，從工藝流程上實(shí)現(xiàn)了短流程制造技術(shù)，省去了傳統(tǒng)真空自耗電弧爐熔煉的油壓機(jī)壓制電極、真空焊接等工序，同時(shí)還可以大量的回收殘料。冷床爐熔煉技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了鈦及鈦合金鑄錠的質(zhì)量，而且降低了成本，特別是如果采用單一的冷床爐技術(shù)熔煉鈦合金，直接熔鑄出扁錠，加工成本可以節(jié)約10%～20%[15]。

目前，我國(guó)已建成和在建的電子束冷床爐較多，等離子冷床爐相對(duì)較少。在鈦合金熔煉過(guò)程中，電子束冷床爐在合金熔煉時(shí)合金元素?fù)]發(fā)較難控制；而在等離子冷床爐熔煉中，合金元素?fù)]發(fā)較易控制，適合合金的熔煉，但是氦氣是制約其發(fā)展的瓶頸，這些都是需要在生產(chǎn)工藝中亟待解決的問(wèn)題。

3.3低成本高效、短流程鈦合金軋制技術(shù)

在鈦合金的生產(chǎn)工藝中，電子束冷床爐、等離子冷床爐熔煉可以澆鑄成扁錠，可以直接開(kāi)坯，省去了鍛造開(kāi)坯的環(huán)節(jié)，縮短了流程；隨著帶材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使得鈦薄板和焊管產(chǎn)品的價(jià)格直線下降[15]。如熱連軋、冷連軋技術(shù)的快速發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)鈦帶的連續(xù)快速軋制，在線的連續(xù)退火、酸洗、拉彎矯直，縮短了鈦合金的生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)了高效生產(chǎn)，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成材率，降低了鈦合金的生產(chǎn)成本。

高效短流程軋制工藝，在鋼鐵企業(yè)應(yīng)用非常成熟，鈦合金企業(yè)通過(guò)裝備升級(jí)也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，低成本制造。但是，鈦合金的短流程軋制積累的經(jīng)驗(yàn)還較少，需要在生產(chǎn)中繼續(xù)探索，不斷完善。

3.4近凈成形技術(shù)制備低成本鈦合金

3.4.1增材制造(3D打印)技術(shù)

增材制造(3D打印)技術(shù)，是利用快速原型制造的基本原理，以金屬粉末或絲材為原材料，通過(guò)高能激光束對(duì)金屬原材料的逐層熔化堆積，直接由零件的CAD模型一步完成全致密、高性能、大型復(fù)雜金屬零件的“近終成型”制造，是一種具有變革性意義的數(shù)字化、短周期、低成本、先進(jìn)“近終成型”制造新技術(shù)[16-18]。

增材制造技術(shù)作為一種新型的快速制造技術(shù)，有著廣泛的應(yīng)用前景，目前在航空、航天等領(lǐng)域部分零部件的制造已經(jīng)使用到了該技術(shù)，特別是在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造方面，制造周期短、成材率高、成本低，成本降低可達(dá)到50%。

目前，對(duì)于增材制造技術(shù)研究較多，但是，在高性能制粉技術(shù)、制造工藝、大型設(shè)備的研發(fā)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面仍存在一些需要解決的問(wèn)題。

3.4.2EPS消失模殼型鑄造技術(shù)

鈦及鈦合金精密鑄造技術(shù)是一種先進(jìn)的鑄件生產(chǎn)方法，其中鈦及鈦合金EPS(Expanded Polystyrene)消失模殼型鑄造技術(shù),會(huì)降低鈦及鈦合金鑄件的生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化工序，縮短生產(chǎn)周期。提高鑄造精度、尺寸一致性、表面質(zhì)量，改善制模的操作環(huán)境，使得鑄造模擬更加易于實(shí)現(xiàn)，可以滿足市場(chǎng)上對(duì)大型、薄壁、復(fù)雜、整體鈦鑄件的鑄造要求，為鈦鑄件產(chǎn)業(yè)提供了更為廣闊的市場(chǎng)前景。比如，大型薄壁精密鑄造使鈦鑄件的性能接近鍛件且成本降低約50%。

EPS消失模殼型鑄造技術(shù)作為一種高效的鑄造技術(shù)，無(wú)論從工藝流程、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等方面來(lái)看，都是一種具有很大優(yōu)勢(shì)的新型鑄造技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)低成本制造。但是，鈦合金的消失模殼型鑄造目前還存在表面污染層的問(wèn)題，仍需要進(jìn)一步的研究解決。

3.4.3金屬粉末注射成型技術(shù)

金屬粉末注射成型技術(shù)(MIM)是將注射成型工藝和粉末冶金結(jié)合的工藝，MIM作為一種近凈成形技術(shù)，可以制造高品質(zhì)、高精度的復(fù)雜零件，被認(rèn)為是目前最具優(yōu)勢(shì)的成形技術(shù)之一[19]。

利用金屬粉末注射成型技術(shù)，可以制造復(fù)雜零件；制品的各部位致密化程度高，即使是固相燒結(jié)，相對(duì)密度可達(dá)95%以上，性能可與鍛造材料相媲美；尺寸精度高，可以最大限度的制得最終形狀的零件，且一般不需要后續(xù)的機(jī)加工和磨削，金屬的利用率幾乎可以達(dá)到100%，是降低鈦合金零部件成本的一個(gè)重要途徑。

MIM技術(shù)作為粉末冶金新技術(shù)，利用其生產(chǎn)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零部件、機(jī)械工程零件、摩托車(chē)零件的制造，其產(chǎn)品性能高、生產(chǎn)流程短，是一種可行的低成本制造技術(shù)[20]。

4結(jié)論

鈦及鈦合金的一次性投資已經(jīng)低于銅合金，僅是不銹鋼的2～5倍；從全壽命的角度考慮，其投資成本低于不銹鋼、銅合金、鎳基合金等金屬材料；隨著海綿鈦產(chǎn)量和鈦合金加工材產(chǎn)量的快速增加，充裕的產(chǎn)能產(chǎn)量和較低的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，為鈦合金的普及應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的保障。

通過(guò)對(duì)海綿鈦制備、鑄錠制備的優(yōu)化創(chuàng)新和高效軋制、近凈成形等制備技術(shù)應(yīng)用，鈦合金成本有了較大幅度的降低，成本可以降低10%～30%；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了鈦合金低成本生產(chǎn)，其材料性同樣能完全滿足實(shí)際需要。所以，在現(xiàn)有的原材料生產(chǎn)、加工產(chǎn)量、制備工藝條件下，鈦及鈦合金的普及應(yīng)用已經(jīng)具備了充足的條件，應(yīng)大力推廣鈦合金材料。

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(編輯蓋少飛王方)

第一作者：李獻(xiàn)民，男，1962年生，教授級(jí)高級(jí)工程師，Email:lixianmin@baoti.com

Discussion on Economic Analysis and Decreasing Cost Processof Titanium and Titanium Alloys

LI Xianmin , LIU Li , DONG Jie , ZHAO Pu

(Baoti Group Co.,Ltd., Baoji 721014, China)

Abstract：Because of excellent comprehensive properties, such as low density, high specific strength, good toughness, non-magnetic, excellent anti-corrosion, titanium and titanium alloys were widely used in aviation, aerospace, naval vessel petroleum, metallurgy, chemical industry, electric power, biomedicine and other civil markets. This paper describes the advantages and applications of the titanium and titanium alloy materials，comparatively analyzes the changes of the raw materials prices in recent years, such as titanium sponge, electrolytic nickel, copper alloy and stainless steel, and analyzes the processing pathways to achieve low cost of titanium alloy. Through calculating and analyzing the examples of titanium alloys applications by the life-cycle economic analysis method, the economical efficiency was analyzed about condensate water pipings for naval vessels made by stainless steel, copper alloy, nickel alloy, titanium and titanium alloy. Under the recent conditions in raw materials prices, materials production and processing cost, we should vigorously promote the using of titanium and titanium alloy materials.

Key words：titanium and titanium alloy; market application; economic analysis; life-cycle economic analysis;low cost

中圖分類(lèi)號(hào)：TG146.23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3962(2015)05-0401-06

DOI:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.05.13

收稿日期：2014-12-15