新型輕合金產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展“黃金期”

　　在有色金屬結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，輕質(zhì)、高強(qiáng)、大規(guī)格化以及耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞將是未來(lái)的發(fā)展方向，而新型輕合金的性能恰好符合這一發(fā)展趨勢(shì)。新型輕合金主要包括鋁合金、鎂合金和鈦合金，目前已廣泛應(yīng)用于電力裝備、交通運(yùn)輸、船舶及海洋工程和航空航天領(lǐng)域。最近出臺(tái)的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出，高性能輕型合金材料將是新材料“十二五”規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展的新材料之一，并配套專項(xiàng)工程予以支持，還將建設(shè)三大新型輕合金材料基地，重點(diǎn)滿足航空航天、軌道交通和汽車輕量化等交通運(yùn)輸裝備的需求。由此來(lái)看，鋁、鎂、鈦合金作為新材料產(chǎn)業(yè)的“輕騎兵”，將在相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的扶持下迎來(lái)發(fā)展的“黃金期”。

　　三大領(lǐng)域共同拉動(dòng)鋁合金需求

　　2010年，全球鋁消費(fèi)4112萬(wàn)噸，消費(fèi)量在金屬中僅次于鋼鐵。同時(shí)，在過(guò)去20年中，鋁也是基本金屬中消費(fèi)總量增長(zhǎng)最快的品種?！笆濉逼陂g，航空航天、軌道交通、汽車輕量化三大領(lǐng)域的高速發(fā)展將對(duì)新型鋁合金構(gòu)成強(qiáng)勁需求。

　　與鈦合金相比，鋁合金目前成本更低、加工技術(shù)更加成熟，其在未來(lái)仍將是航空航天結(jié)構(gòu)材料的首選。目前在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料中，鋁合金材料占比一般在20%～80%，尤其在民用客機(jī)中，鋁合金的應(yīng)用比例仍維持高位。據(jù)《中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2010）》預(yù)測(cè)，未來(lái)10年我國(guó)客機(jī)每年將需要單通道飛機(jī)100多架，對(duì)100座級(jí)～125座級(jí)的單通道飛機(jī)的需求將超過(guò)300架，150座級(jí)～175座級(jí)單通道飛機(jī)超過(guò)1000架，我國(guó)國(guó)產(chǎn)飛機(jī)的發(fā)展必將為鋁合金材料開(kāi)啟廣闊市場(chǎng)空間。

　　新型鋁合金具有輕質(zhì)、比強(qiáng)度高、長(zhǎng)壽命的特性，隨著大型空心薄壁鋁材軋制技術(shù)的日趨完善，使其逐漸成為目前高速列車車體最理想的材料。與鋼鐵車體相比，鋁合金車體可以實(shí)現(xiàn)減重45%~50%，使用壽命延長(zhǎng)10年以上。目前，世界各國(guó)逐漸停止制造碳鋼車體，轉(zhuǎn)向制造不銹鋼和鋁合金車體。而不銹鋼車體密封性差的缺點(diǎn)使其在高速列車上的應(yīng)用受阻，鋁合金車體已成為大勢(shì)所趨。

　　汽車輕量化將使其在節(jié)能減排、提高汽車性能、新能源應(yīng)用等方面作出重要貢獻(xiàn)。鋁合金的密度只有2.68克/立方厘米，僅為鋼的30%，在等彎曲剛度條件下，鋁對(duì)鋼的厚度比為1.43，鋁的減重潛力是49%；在等彎曲強(qiáng)度的條件下，鋁對(duì)鋼的減重潛力是38%。由此可見(jiàn)，高性能汽車用鋁合金是汽車輕量化的理想材料。

　　汽車輕量化使鎂合金前景廣闊

　　世界上70%的鎂合金用于汽車工業(yè)。作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金比鋁合金具有更高的減重潛力，單車用鎂量提升空間也比鋁更為廣闊。據(jù)研究，汽車使用燃料的60%消耗在汽車自重上，如果汽車減重10%，其燃油消耗可降低6%~8%，尾氣排放下降4%。據(jù)有關(guān)測(cè)算，每使用1千克鎂，可使轎車在壽命期內(nèi)減少30千克的尾氣排放。

　　除了減重潛力大之外，鎂還和鋁一樣，是綠色環(huán)保材料，可循環(huán)回收利用。并且，鎂合金還擁有良好的阻尼減震性能和電磁屏蔽性能，可以達(dá)到明顯的減震、降噪效果，比鋁合金在汽車零部件上的應(yīng)用范圍更為廣泛。

　　目前，我國(guó)汽車鎂合金產(chǎn)業(yè)的總體技術(shù)水平不高，平均單車用鎂量不足1千克，遠(yuǎn)不及國(guó)外。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，已有20余種汽車零部件可以采用鎂合金生產(chǎn)。但是考慮到我國(guó)已成為汽車生產(chǎn)和消費(fèi)的全球第一大市場(chǎng)，中長(zhǎng)期內(nèi)汽車需求仍很強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)汽車產(chǎn)量將會(huì)超過(guò)2000萬(wàn)輛，如果單車用鎂量達(dá)到10千克，國(guó)內(nèi)汽車業(yè)對(duì)鎂的年需求量將會(huì)超過(guò)20萬(wàn)噸。隨著新能源汽車成為國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，未來(lái)幾年鎂合金的需求有望高速增長(zhǎng)。

　　大飛機(jī)國(guó)產(chǎn)化開(kāi)啟鈦合金市場(chǎng)

　　目前，鈦合金已成為第三代飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)材料的主力軍，并且已在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域確立了重要地位。特別是在軍工領(lǐng)域，鈦合金的用量更大。作為飛機(jī)心臟的發(fā)動(dòng)機(jī)之一的F119發(fā)動(dòng)機(jī)，其用鈦量占結(jié)構(gòu)總重量的39%，最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)F-22，鈦材用量占飛機(jī)結(jié)構(gòu)總重量的41%，而1艘戰(zhàn)船的用鈦量也已超過(guò)1000噸，用鈦量已成為武器先進(jìn)性的重要標(biāo)志。

　　隨著未來(lái)對(duì)民用大飛機(jī)和軍用飛機(jī)的需求逐年上升，鈦合金在航空航天領(lǐng)域的消費(fèi)占比提升空間廣闊。2009年，美國(guó)鈦合金在航空領(lǐng)域的消費(fèi)占比高達(dá)55%，而我國(guó)鈦合金還主要應(yīng)用于較為傳統(tǒng)的化工領(lǐng)域，航空領(lǐng)域僅占10%。2010年，我國(guó)鈦材總消費(fèi)量?jī)H2.88萬(wàn)噸，隨著我國(guó)大飛機(jī)戰(zhàn)略的推進(jìn)以及商用飛機(jī)進(jìn)入國(guó)產(chǎn)化階段，保守估計(jì)，僅商用飛機(jī)用鈦領(lǐng)域未來(lái)規(guī)模就將達(dá)到7.2萬(wàn)噸~18萬(wàn)噸。軍用飛機(jī)領(lǐng)域，優(yōu)越的飛機(jī)性能對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身材料的要求更高，鈦合金的使用比率也會(huì)更高。

　　目前我國(guó)金屬材料產(chǎn)業(yè)正處于航空航天材料、現(xiàn)代軌道交通材料和汽車輕量化材料發(fā)展的“黃金時(shí)期”。而新型輕合金材料正是滿足航空航天、現(xiàn)代軌道交通和汽車輕量化需求的關(guān)鍵材料，必將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，從而推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)不斷邁上新的臺(tái)階，使我國(guó)由原材料工業(yè)大國(guó)向強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。

來(lái)源：中國(guó)冶金報(bào)

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