티타늄 합금의 응용, 시장 및 전망
티타늄 합금은 티타늄과 다른 금속으로 만들어진 합금 금속을 말합니다. 1950년대에 개발되어 구조 금속 범주에 속합니다. 그중에서도 항공우주 분야의 고온 티타늄 합금과 구조 티타늄 합금이 두드러집니다. 1970년대에 이르러서야 부식 저항 티타늄 합금이 개발되었습니다. 1980년대 이후, 부식 저항 티타늄 합금과 고강도 티타늄 합금이 더욱 발전하여 티타늄 합금은 항공우주 분야에서 그 기술을 발휘하기 시작했습니다.
티타늄 합금의 다양한 특성으로 인해 신소재 분야에서 넓은 응용 전망을 가지고 있습니다. 티타늄 합금의 종류가 다양함에 따라 그 특성도 다양하며, 낮은 밀도, 높은 비강도, 낮은 열전도율, 고온 저항, 저온 저항, 부식 저항 등을 포함합니다. 그리고 가장 중요한 두 가지 특성은 높은 비강도와 우수한 부식 저항입니다.
이 두 가지 두드러진 특성은 티타늄 합금이 바다, 육지, 공중, 외우주 등 다양한 분야에서 널리 응용될 수 있음을 결정합니다. 항공우주, 재래식 무기, 해군 및 해양 공학, 원자력 및 열발전, 화학 및 석유화학, 야금, 건설, 운송, 스포츠 장비, 일상 용품 등이 포함됩니다. 우주선은 티타늄 합금의 높은 비강도, 부식 저항, 저온 저항을 활용하여 다양한 압력 용기, 연료 저장 탱크, 고정 장치, 기기 스트랩, 프레임워크, 로켓 껍질을 제조합니다. 인공 지구 위성, 달 착륙 모듈, 유인 우주선, 우주 왕복선도 티타늄 합금 판 용접 부품을 사용합니다.
티타늄 합금의 준비는 일반적으로 열처리, 절단, 탈산 및 산세척을 통해 초기 티타늄 합금 제품을 생산하는 세 단계로 이루어집니다. 그러나 용융에서 최종 제품까지 티타늄 합금은 일반적으로 스펀지 티타늄 준비, 티타늄 소재 준비, 티타늄 소재 응용의 세 단계를 거칩니다. 스펀지 티타늄과 티타늄 소재의 준비 기술은 복잡하고 어려워 티타늄 제조에서 어려운 핵심 단계입니다. 어느 정도 스펀지 티타늄과 티타늄 소재는 티타늄 합금 제품의 품질을 직접 결정합니다. 전체 산업 체인의 관점에서 티타늄 합금의 핵심 장벽은 상류 자원과 중류 용융이 아니라 티타늄 소재의 가공에 있습니다. 고급 티타늄 소재의 연구 개발 및 제조 과정은 종종 선도 기업의 손에 집중됩니다.
현재 고급 티타늄 소재 가공은 주로 진공 백색 손실 아크 용융 기술(VAR)을 채택합니다. 진공 백색 아크 용융 기술은 간단히 말해 유도 용광로에서 생산된 소모성 전극이 진공 또는 불활성 가스 환경에서 제어 가능한 교류 아크에 의해 가열되고 용융되는 것을 의미합니다. 이 기술은 열처리 기술과 절단 공정에 대해 매우 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다. 현재 미국, 러시아, 일본, 중국만이 고급 티타늄 소재 가공 기술에 대한 완전한 지식을 보유하고 있습니다.
현재 중국의 시장 환경은 저급 티타늄 합금이 과잉 공급되고 고급 티타늄 합금의 공급이 수요를 따라가지 못하는 특징을 가지고 있습니다. 그러나 티타늄 합금 응용 기술의 개발 및 상업화와 함께 저급 티타늄 합금도 거대한 시장 개발 잠재력을 가지고 있으며, 저급 티타늄 소재 시장은 자체적으로 소화될 것으로 예상됩니다. 양적으로 보면, 2013년부터 2021년까지 중국에서 티타늄 소재의 판매 및 생산이 크게 증가했지만, 국내 고급 티타늄 소재는 여전히 외국 수입에 의존하고 있습니다.
전반적으로 중국의 티타늄 산업은 성장기에 있으며, 비교적 빠른 시장 성장률과 수요 성장률을 특징으로 합니다. 산업 모델, 기술, 장벽은 점차적으로 확립되고 안정화될 것입니다.
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