钛参数

钛为银灰色金属，质软，有延展性。熔点1660℃，沸点3287℃，密度4.5g/cm3。导电和导热性差。钛能和大多数金属和许多非金属形成合金，金属钛中加入其它金属可以增加钛的强度，钛合金强度比许多合金钢还强。
钛具有优异的抗腐蚀性。常温下，金属钛表面容易形成一层保护性氧化膜；不受水、硝酸、稀硫酸、稀盐酸和稀碱溶液的侵蚀，对海水的抗腐蚀能力特别强。氢氟酸、磷酸和中等强度的碱对钛有侵蚀作用。
在高温时钛能和大多数非金属单质直接化合，如氢、氧、氮、碳、硫和卤素等。钛在地壳中的含量为0.6%，占第9位。
钛的物理性质：

钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔点1668±4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点3260±20℃，汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为       0.38-0.4K。在25℃时，钛的热容为0.126卡/克原子·度，热焓1149卡/克原子，熵为7.33卡/克原子·度，金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004。      

　　钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但强度低，不宜作结构材料。钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的

钛的化学性质：

钛在较高的温度下，可与许多元素和化合物发生反应。各种元素，按其与钛发生不同反应可分为四类：      

　　第一类：卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物；      
　　第二类：过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体；      
　　第三类：锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体；      
　　第四类：惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素（除钪外），锕、钍等不与钛发生反应或       基本上不发生反应。

与化合物的反应：      

◇       HF和氟化物      

　　氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成TiF4，       反应式为（1）；不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密的四氟化钛膜，可防止HF浸入钛的内部。氢氟酸是钛的最强熔剂。即使是浓度为1%的氢氟酸，也能与钛发生激烈反应，见式（2）；无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发生反应，仅在高温下熔融的氟化物与钛发生显著反应。      
Ti＋4HF＝TiF4＋2H2＋135.0千卡       （1）2Ti＋6HF＝2TiF4＋3H2       （2）

◇       HCl和氯化物      

　　氯化氢气体能腐蚀金属钛，干燥的氯化氢在>300℃时与钛反应生成TiCl4，见       式(3);浓度<5%的盐酸       在室温下不与钛反应，20%的盐酸在常温下与钛发生瓜在生成紫色的TiCl3，见式(4);当温度长高时，即使稀盐酸也会腐蚀钛。各种无水的氯化物，如镁、锰、铁、镍、铜、锌、汞、锡、钙、钠、钡和NH4离子及其水溶液，都不与钛发生反应，钛在这些氯化物中具有很好的稳定性。      
Ti＋4HCl＝TiCl4＋2H2＋94.75千卡       (3)2Ti＋6HCl＝TiCl3＋3H2       (4)      

◇       硫酸和硫化氢      

　　钛与<5%的稀硫酸反应后在钛表面上生成保护性氧化膜，可保护钛不被稀酸       继续腐蚀。但>5%的硫酸与钛有明显的反应，在常温下，约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快，当浓度大于40%，达到60%时腐蚀速度反而变慢，80%又达到最快。加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛，见式（5）,（6），加热的浓硫酸可被钛还原，生成SO2，见式（7）。常温下钛与硫化氢反应，在其表面生成一层保护膜，可阻止硫化氢与钛的进一步反应。但在高温下，硫化氢与钛反应析出氢，见式（8），粉末钛在600℃开始与硫化氢反应生成钛的硫化物，在900℃时反应产物主要为TiS，1200℃时为Ti2S3。      
Ti＋H2SO4＝TiSO4＋H2       (5)       2Ti＋3H2SO4＝Ti2(SO4)3＋H2       (6)      
2Ti＋6H2SO4＝Ti2(SO4)3＋3SO2＋6H2O＋202千卡       (7)Ti＋H2S＝TiS＋H2＋70千卡(8)      

◇       硝酸和王水       致密的表面光滑的钛对硝酸具有很好的稳定性，这是由于硝酸能快速在钛表面生成一层牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特别是海绵钛或粉末钛，可与次、热稀硝酸发生反应，见式（9）、（10），高于70℃的浓硝酸也可与钛发生反应，见式（11）；常温下，钛不与王水反应。温度高时，钛可与王水反应生成TiCl2。      
3Ti＋4HNO3＋4H2O＝3H4TiO4＋4NO       (9)3Ti＋4HNO3＋H2O＝3H2TiO3＋4NO       (10)      
Ti＋8HNO3＝Ti(NO3)4＋4NO2＋4H2O       (11)      

　综上所述，钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，但是，粉末钛在空气中可引起自燃。钛中杂质的存在，显著的影响钛的物理、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。特别是一些间隙杂质，它们可以使钛晶格发生畸变，而影响钛的的各种性能。常温下钛的化学活性很小，能与氢氟酸等少数几种物质发生反应，但温度增加时钛的活性迅速增加，特别是在高温下钛可与许多物质发生剧烈反应。钛的冶炼过程一般都在800℃以上的高温下进行，因此必须在真空中或在惰性气氛保护下操作。
钛的十大性能：

1       密度小,比强度高
                        金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度高于铝合金和高强合金钢。
2       弹性模量低
                                钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%。
3       导热系数小
                                金属钛的导热系数小，是低碳钢的五分之一，铜的二十五分之一。
4       抗拉强度与其屈服强度接近
                                        钛的这一性能说明了其屈强比（抗拉强度/屈服强度）高，表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大，使钛成型时的回弹能力大。
5       无磁性、无毒
                                        钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，无毒且与人体组织及血液有好的相溶性，所以被医疗界采用。
6       抗阻尼性能强
                                        金属钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。
7       耐热性能好
                                                新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。
8       耐低温性能好
                                                钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn）,TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。
9       吸气性能
                                                钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。
10耐腐蚀性能
                                        钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。

钛合金的特点：

钛合金是广泛地运用于航空航天技术领域的高性能材料，其重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀是其最显著的特点。对于制作自行车架来说，在众多的金属材料中，钛合金是唯一同时具有高强度、低密度，极好的抗疲劳和耐腐蚀性能，以及较低的弹性模数的材料，因此它是十分理想地制作车架的材料。此外，钛合金也广泛地应用于医疗器械、化工设备、军工及运动器材等领域。由于加工工艺复杂，所以材料价格昂贵，这是造成产品价格较高的主要原因:
　　钛合金和很多合金金属一样，也是由钛与一些有用的金属成份组成，以满足对材料性能的要求，但其主要成份中钛占到90%以上。在航空航天技术中广泛应用的是两种合金，既Ti6AL4V（6％铝，4％钒，90％钛）和Ti3AL2.5V（3％铝，2.5％钒，94.5％钛）。Ti3AL2.5V是用于制造高强度管材的专用材料Ti6AL4V则主要用于航空航天领域中机身的制造。
　　作为制作高档的自行车车架的材料应具有较高的强度和硬度，钛合金将是一种极好的选择。不仅其重量仅为钢的50％，且强度重量比比铬钼钢高28.4％。钛合金同时具备很好的抗疲劳的性能，疲劳极限是钢的两倍，铝合金车架在使用较长时间以后在这方面也无法与钛合金车架相比。作为应用在自行车架上的高强度和低密度的钛合金材料，它不仅会让车架重量轻、强度高而且会让车架更经久耐用。
　　钛合金具有极好的抗腐蚀性能，事实上，作为自行车架的使用，它的表面不需要涂漆保护，因为它不会象铁和铝车架那样生锈或腐蚀，并耐酸雨、紫外线、潮湿等的侵蚀，所以你不必担心其金属表面会因裸露在空气中形成凹陷、锈蚀。
　　由Ti       3AL2.5V制成的钛合金车架采用无缝管材的焊接技术，其管材经冷轧成形后经过严格地挑选、检验，以保证其材料的强度和质量。为了使车架的设计更加完美并满足轻量化、几何学结构、空气动力学的要求，管材的加工采用专用的设备保证其精密的尺寸，管形被设计加工成椭圆、水滴、锥管、垂直椭圆等各种形状，再经过工艺要求很高的氩弧焊接和外表面的手工打磨处理。我们希望展现在客户面前的是完美的工艺品，提供给客户的是最完美的骑行感受。

钛合金优势:

钛合金车架其强度和重量比率要高出一般的钢车架和铝车架75%以上。
　　钛合金车架其疲劳寿命比一般的钢车架和铝车架高出5倍，这意为着它将陪伴您度过一段相当长的美好时光。
　　*每一款车架的设计，我们都力求展示出钛合金车架独特的产品魅力，注重美观、轻量化与强度设计的完美结合。
　　*在你经过了一个长达5个小时的骑行以后，使用其它材料的车架你会感觉来自公路的振动与冲击会通过车架更直接地作用于你的身体，这时你会更喜欢钛合金材料的车架在长途骑行后的感受。
　有很强的耐腐蚀性。

生物相容性好

钛与人体接触无致敏、致癌、致畸变现象，可与骨组织、上皮、结缔组织很好地结合，因而是生物相容性最好的金属材料。

钛的用途：

工业纯钛：飞机骨架，蒙皮，传用阀门，管道，海水淡化装置，，化工上的泵，冷却器，搅拌机，蒸馏塔，叶轮等及压缩机气阀，财油发动机活塞。
钛合金：长期工作零件，结构锻件，各种容器，泵，低温部件，坦克履带，舰船耐压壳体。飞机发动机叶片，飞机结构件，起落支架，导弹发动机外壳，武器结构件。

钛是一种新金属，主要的产钛大国为前苏联、日本和美国。它具有一系列优异特性，被广泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、轻工、电力、海水淡化、舰艇和日常生活器具等工业生产中，它被誉为现化金属。       钛的物理性能
名       称                       单       位                       数       据      
原子序数                       --                10.7       22      
原子量                --                47.9
克原子体积                立方厘米／克原子                10.7      
密度       20       ℃                       克       /       立方厘米                       4.505      
熔点                       ℃                       1668+4      
沸点                       ℃                       3535      
熔化潜热                       千卡       /       克分子                       5      
汽化潜热                       千卡       /       克分子                       112.5+       （       -       ）       0.3%      
同素异晶转变温度                       ℃                       882      
转变时熵的变化                       卡       /       ℃                       0.587      
转变潜热                       千卡       /       克分子                       678+       （       -       ）       10%      
转变时体积的变化                       %                       5.5      
比热                       卡       /       克       .       度                       0.138      
热膨胀系数                       *10-6/       ℃       （       0~100       ℃       ）                       8.2      
弹性模量                       公斤       /       平方毫米                       10850      
拉伸                       公斤       /       平方毫米                       10340      
压缩                       公斤       /       平方毫米                       10550      
剪切                       公斤       /       平方毫米                       4500      
导热系数                       卡       /       厘米       .       秒       .       ℃                       0.036      
电阻系数                       *10-6       欧姆       .       厘米                       47.8      
磁化率                       *10-6       厘米       /       克                       3.2      
泊桑比                                       0.41      

钛合金牌号、化学成份组
中       国                       美       国                       俄       罗       斯      
TAD                       碘化钛                       Grade1                       1号纯钛                       BT1-00                       工业纯钛      
TA1                       工业纯钛                       Grade2                       2号纯钛                       BT1-0                       工业纯钛      
TA2                       工业纯钛                       Grade3                       3号纯钛                       0T4-0                       Ti-0.8A1-0.7Sn      
TA3                       工业纯钛                       Grade4                       4号纯钛                       0T4-1                       Ti-2a1-1.5MN      
TA4                       Ti-3Al                       Grade5                       Ti-6a1-4v                       0T4                       Ti-3A1-1.5Mn      
TA5                       Ti-4Al-0.005B                       Grade6                       Ti-5A1-2.5V                       BT5                       Ti-5A1      
TA6                       Ti-5Al                       Grade7                       Ti-0.2pd                       BT5-1                       Ti-5A1-2.5Sn
TA7                       Ti-5Al-2.5Sn                       Grade9                       Ti-3A1-2.5v                       BT6                       Ti-6A1-4v      
TA8                       Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr                       Grade10                       Ti-11.5Mo-4.5Sn-6Zr                       BT6c                       Ti-6A1-4v      
TC1                       Ti-2A1-1.5Mn                       Grade11                       Ti-0.2pd                       BT3-1                       Ti-6A1-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si      
TC2                       Ti-3A1-1.5Mn                       Grade12                       Ti-0.3Mo-0.75Ni                       BT9                       Ti-6.5A1-3.Mo-0.3Si      
TC3                       Ti-4A1-4v                       A-1                       Ti-5A1-2.5Sn                       BT/4                       Ti-5A1-3Mo-0.3Si      
TC4                       Ti-6A1-4v                       A-3                       Ti-6A1-2Nb-1Ta                       BT16                       Ti-8A1-5Mo-5V      
TC6                       Ti-6A1-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si                       A-4                       Ti-8A1-1Mo-1V                       BT18                       Ti-8a1-0.6Mo-11Zr-1nB      
TC7                       Ti-6A1-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B                       AB-1                       Ti-6a1-4v                       BT19                       Ti-6A1-5.5Mo-3.5-5.5Cr-1Zr      
TC9                       Ti-6A1-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si                       AB-3                       Ti-6A1-6V-2Sn                       BT20                       Ti-6A1-1.5Mo-1.5V      
TC10                       Ti-6A1-6V-2Sn-0.5CXu-0.5Fe                       AB-4                       Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo                       BT22                       Ti-5.5A1-5V-5Mo-1.5Cr-1.0oFe      
TC11                       Ti-6A1-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si                       AB-5                       Ti-3A1-2.5V                       BT-3B                       Ti-4A1-2V      





加工钛及钛合金的特性和应用(物理性质)      

　       组别                       牌号                       主要特性                       应用举例      
碘法钛                       TAD                       '>这是以碘化物所获得的高纯度钛，故称碘法钛，或称化学纯钛。但是，其中仍含有氧、氮、碳这类间隙杂质元素，它们对纯钛的力学性能影响很大。随着钛的纯度提高，钛的强度、硬度明显下降；故其特点是：化学稳定性好，但强度很低                       '>由于高纯度钛的强度较低，因此，它作为结构材料应用意义不大，故在工业中很少使用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛和钛合金      
工业纯钛                       TA1       TA2       TA3                       工业纯钛与化学纯钛不同之处是，它含有较多量的氮、碳及多种其他杂质元素（如铁、硅等），它实质上是一种低合金含量的钛合金。与化学纯钛相比，由于含有较多的杂质元素后其强度大大提高，它的力学性能和化学性能与不锈钢相似（但和钛合金比，强度仍然较低）       工业纯钛的特点是：强度不高，但塑性好，易于加工成形，冲压、焊接、可切削加工性能良好；在大气、海水、湿氯气及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性，抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢；但耐热性较差，使用温度不宜太高       工业纯钛按其杂质含量的不同，分为TA1、TA2'>和TA3三个牌号。这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的，故其机械强度和硬度也随之逐级增加，但塑性、韧性相应下降       工业上常用的工业纯钛是TA2'>，因其耐蚀性能和综合力学性能适中。对耐磨和强度要求较高时可采用TA3。对要求较好的成型性能时可用TA1                       主要用作工作温度350℃以下，受力不大但要求高塑性的冲压件和耐蚀结构零件，例如：飞机的骨架、蒙皮、发动机附件；船舶用耐海水腐蚀的管道、阀门、泵及水翼、海水淡化系统零部件，化工上的热交换器、泵体、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、坚固件、离子泵、压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶簧等       TA1、TA2在铁量ω为0.095%、氧含量ω为0.08%、氢含量ω为0.       0009%、氮含量ω为0.0062%时，具有很好的低温韧性和高的低温强度，可用作-253℃以下的低温结构材料      
α型钛合金                       TA4                       '>这类合金在室温和使用温度下呈α型单相状态，不能热处理强化（退火是唯一的热处理形式），主要依靠固溶强化。室温强度一般低于β'>型和α+β型钛合金（但高于工业纯钛），而在高温（500-600℃）下的强度和蠕变强度却是三类钛合金中最高的；且组织稳定，抗氧化性和焊接性能好，耐蚀性和可切削加工性能也较好，但塑性低（热塑性仍然良好），室温冲压性能差。其中使用最广的是TA7，它在退火状态下具有中等强度和足够的塑性，焊接性良好，可在500℃以下使用；当其间隙杂质元素（氧、氢、氮等）含量极低时，在超低温时还具有良好的韧性和综合力学性能，是优良的超低温合金之一                       抗拉强度比工业纯钛稍高，可做中等强度范围的结构材料。国内主要用作焊丝      
                TA5       TA6                                       用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件，如飞机蒙皮、骨架零件、压气机壳体、叶片、船舶零件等      
                TA7                                       500℃以下长期工作的结构件和各种模锻件，短时使用可到900℃。亦可用作超低温（-253℃）部件（如超低温用的容器）      
β型钛合金                       TB2                       这类合金的主要合金元素是钼、铬、钒等β稳定化元素在正火或淬火时很容易将高温β相保留到室温，获得介稳定的β单相组织，故称β型钛合金       β型钛合金可热处理强化，有较高的强度，焊接性能和压力加工性能良好；但性能不够稳定，熔炼工艺复杂，故应用不如α型，α+β型钛合金广泛                       在350℃以下工作的零件，主要用于制造各种整体热处理（固溶、时效）的板材冲压件和焊接件；如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件，以及飞机的构件等       TB2合金一般在固溶处理状态下交货，在固溶、时效后使用      
α+β型钛合金                       TC1       TC2                       这类合金在室温呈α+β型两相组织，因而得名为α+β型钛合金。它具有良好的综合力学性能，大都可热处理强化（但TC1、TC2、TC7不能热处理加工；室温强度高，150-500℃以下且有较好的耐热性，有的（如TC1、TC2、TC3、TC4）并有良好的低温韧性和良好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀能力；缺点是组织不够稳定这类合金以TC4应用最为广泛，用量约占现有钛合金生产量的一半。该合金不仅具有良好的室温、高温和低温力学性能，且在多种介质中具有优异的耐蚀性，同时可焊接、冷热成形，并可通过热处理强化；因而在宇航、船舰、兵器以及化工等工业部门均获得广泛应用                       400℃以下工作的冲压件、焊接件以及模锻件和弯曲加工的各种零件。这两种合金还可用作低温结构材料      
                TC3       TC4                                       400℃以下长期工作的零件，结构用的锻件，各种容器、泵、低温部件，船舰耐压壳体、坦克履带等。强度比TC2、2高      
                TC6                                       可在450℃以下使用，主要用作飞机发动机结构材料      
                TC9                                       500℃以下长期工作的零件，主要用在飞机喷气发动机的压气机盘和叶片上      
                TC10                                       450℃以下长期工作的零件，如飞机结构零件、起落支架、蜂窝联结件、导弹发动机外壳、武器结构件等      


■       钛行业研究报告

天同证券研究所       朱立斌

　　要点：
　　1、钛的优异性能使其成为当之无愧的航空航天、生物工程、化工设备和海上工程的必需材料。
　　2、由于钛的价格较高，目前还主要应用于航空市场，降低价格、拓展民用钛材是钛工业的发展方向。
　　3、中国钛的储量居世界第一，但是钛工业规模与国外相差较大，还有待发展。
　　4、宝鸡钛业是目前我国最大的钛加工企业，也是国内钛行业中第一家上市公司，具有资源垄断和新材料概念。      
　　一、有色金属中的新贵--钛
　　金属钛（Ti）位于元素周期表中的IVB族，原子序数为22，密度为4.5克/立方厘米（20℃），熔点1668℃，沸点3260℃。钛的出现，将金属材料的使用带入了一个崭新的时代。现已被广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、石油、化工、电力、电子、兵器、造纸、医药、建筑、汽车以及海洋工程、地热工程、体育、旅游、日用品等各个领域，为社会带来了巨大的经济效益。钛之所以被誉为“现代金属”、“第三金属”和“战略金属”"，是由它卓超而独特的性能和功能所决定的，具体来讲，钛具有如下特性和功能：
　　1、比强度（抗拉强度与比重的比值）高。纯钛和钛合金的比强度分别是低碳钢的2.3倍和3.8倍，是不锈钢的1.8倍和3倍。所以钛是一种轻型高强度的金属结构材料，在航空领域被大量采用，成为不可缺少的结构材料。不断提高飞机用钛量，已经成为飞机升级换代的重要标识。如YF－12超音速远程截击机的用钛量，已达全机重量的95％，民用飞机的用钛量目前也在大幅上升，以满足其不断提高的飞行性能。钛的这种特性也被大量应用于一般工业和日常用品，如高速发电机护环、蒸汽涡轮机叶片、高档自行车、高尔夫球杆、高档眼镜架等。
　　2、耐高温、低温性能好。钛合金在500℃左右仍能保持良好的机械性能，宇航发动机和高速飞机的重要部件都需要采用钛合金。更可贵的是钛合金还同时具有优异的耐低温性能，可在－196℃至－253℃低温下保持较好的延伸性和韧性，特别适合于太空环境对材料的要求。因此，钛又被称为“太空金属”。美国“双子星座”宇宙飞船座舱，几乎全部用钛制成。
　　3、耐腐蚀性能强。钛是一种非常活泼的金属，但由于其表面在空气中很容易形成一层致密而稳定的氧化膜，是一种具有强烈钝化倾向的金属，所以耐腐蚀性非常强，是最佳防腐蚀材料之一。钛是目前能大量生产的、价格最低的、几乎完全不被海水腐蚀的金属，是舰船、海洋工程的理想材料。如俄罗斯的台风级核潜艇每艘用钛就达9000吨，不仅能增加潜水深度，而且可提高航行速度；钛还被大量用于海洋石油开采，核电站和海滨电站。因此，钛又被称为“海洋金属”。钛的耐腐蚀性能，在化工领域更是大显身手，现在，各种钛制设备已经广泛地应用到氯碱、纯碱、尿素、制盐等行业，为这些行业带来了显著的经济效益。
　　4、无磁、无毒性。钛在很大的磁场中也不会被磁化，这一特性可使钛应用在磁控设备中。钛制舰船外壳可以避免磁性水雷的爆炸；钛无毒且与人体组织及血液有良好的相容性，用钛制作骨头和心脏起搏器不仅与人体的亲合力强，而且不会受到强磁场环境的影响；钛也是制药行业理想的设备材料。所以，钛又被称为“生物金属”。
　　5、记忆功能。钛的记忆功能是指钛的一种合金具有记住自己形状的能力。如果用这种合金制造汽车外壳，碰瘪后只要用热水一浇，便可完好如初。钛的这种神奇功能，使其成为特殊工程、宇航、医疗中不可替代的金属材料。
　　6、超导功能。钛的超导功能是指钛的一种合金在接近绝对零度时，会呈现出零电阻，由它制成的导线可通过任意大的电流而不会发热，没有能耗，是输送电能的最佳材料。
　　7、吸氢功能。钛的吸氢功能是指钛具有大量吸收氢气的特性，能把大量的氢安全地储存起来，在一定环境中又把氢放出来。这在氢气分离、氢气净化、氢气储存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面应用前途广阔，使氢这种可能替代石油的“干净”能源的大量应用成为可能。
　　据统计，在化工、冶金、真空制盐、电力等领域，每使用一吨钛材每年可获得经济效益10万元以上。钛的资源极其丰富，其含量占地壳重量的千分之六，可开采年限仅次于铁，可达五六千年以上。但是，由于钛冶炼与其它金属相比技术复杂、加工难度大，钛加工需经过以下几道工序，钛矿采选--海绵钛制取--钛的熔炼--加工材制造，所以价格较高，因而同传统材料相比，钛的产量还很低，仅约6万吨，尚不及铜产量的0.5％。到目前为止，世界上仅有美、俄、日、中等四国掌握完整的工业化生产技术。　      
　　二、外国钛工业发展及美国主要上市公司介绍
　　1、国外钛工业概况
　　世界的钛加工企业经过联合和兼并，已向着集团化、国际化的方向迈进了一步，形成了美、日、独联体三足鼎立的局面。      
　　表一       1999       年世界钛生产量的统计表（单位：吨）
　                独联体                美国                日本                中国
海绵钛                30000                20000                20000                3000
钛加工材                5000                20000                12000                2000
　　从表一中可以看出，独联体、美国、日本的海绵钛和钛加工材产量远高于中国的规模。目前世界的钛加工材生产主要在美、日两国，其产量约占世界钛材加工总量的70%，其次是俄罗斯。1999       年，由于航空市场的不景气，使钛的需求量急剧下降，受航空用钛冲击最重的是美国和欧洲。它们的钛材主要用于航空航天，占总销售量的70%以上。受冲击最小的是日本和中国，因为日本和中国是以民用钛为主的(日本的军品制造受限制，故将目标转向民用)。
　　美国有三大钛生产企业，即Timet、RMI       和Allegen       Teledyne，其总产量占美国钛加工总量的90%。音航Timet       公司已将欧洲的绝大部分钛加工企业兼并，业务遍及世界各地。1998       年为波空公司的飞机制造提供钛材，并签订了10       年的订货协议。RMI       是RTI       国际公司的控股公司，主要从事航空级钛合金板材的生产和销售，1998       年前，一直是波音航空公司最大的供应商，占波音公司总需求量的60~70%。自Timet       与波音公司签订10       年供货协议后，该公司对波音公司的供货量大幅下降，近年来正在寻找新伙伴，它们已在石化、能源和空中客车公司找到了新市场。Allegen       Teledyne       公司于1999       年11       月29       日正式改名为Allegheny，它已成为世界上最大的、最多样化的特种金属材料制造商，拥有世界上最大的电子束冷床炉。该公司利用先进的技术为不断发展的全球市场提供广泛的特种材料：不锈钢、镍基和钴基合金、钛及钛合金、特种钢、锆及其合金等。该公司还长期与美国电动机厂合作开发薄壁锆管和钛管等产品，并成功地试制了净成型Ti-6Al-4V       管材。
　　日本的钛材加工企业主要有神户制钢、住友金属工业公司、新日钛及大同特殊钢厂等，前三个厂轧制品贸易占日本的80%。美国飞机产品的剧减，影响了日本的海绵钛出口，但由于日本国内钛材需求量增加，因而使海绵钛的总需求量与1998       年持平。近年来，日本钢管公司(NKK)已与美国活性金属公司(RMI)联合组成了一个合伙公司，成为世界上第二大钛生产厂家，生产一种专门用于航空、航天工业的新型钛合金，并允许在美国和欧洲销售，预计2005       年这种新合金在全球销售量要达到1000t，2010       年达到2000t。
　　独联体国家是世界上最大的钛生产基地和钛出口国家，其海绵钛产能和钛材加工产能均占世界的50%左右，在钛生产和应用的基础研究开发方面拥有丰富的经验。独联体的海绵钛生产企业有俄罗斯的AVISMA       厂、哈萨克斯坦的UST       厂和乌克兰的Z       厂。钛材生产企业主要位于俄罗斯的VSMPO、VILS       和STUPINO。VSMPO       是世界上最大的钛材生产企业，可以说，它的发展代表着独联体钛材市场的发展。其年产量占整个独联体钛加工材产量度的90%以上，曾达到10       万吨，产品大部分用于潜水艇和军用飞机。曾与波音、法国宇航公司签订供货协议。其产量的70%以上用于出口美国、英国、日本等国。因近两年的航空业下滑，目前开工率不足30%，年产仅为5000       吨左右。
　　欧洲钛加工业主要有IMI(英国)、CEZUS(法国)、Valtimet(法国)、DIG(德国)和Titania(意大利)，前三家两年前已被美国Timet       兼并和联合，后两家仍独立存在，但其规模和产量都很小。
　　2000       年世界经济整体形势趋好，使金属钛消费扭转了下降的趋势。2000       年的世界钛市场可以说是一个调整年，受民用航空业复苏和钛供应链上主要厂家库存调整的双重影响，世界钛市场呈现出量增价跌触底反弹的态势（表二）。但正当钛市场出现好转时，2001年以来以美国经济为首的世界经济的衰退和9.11事件的发生，使2001年世界钛材市场增长又有所减缓，并且2002年钛材市场也不容乐观。总结起来：2000年以来的世界钛材的变化呈现出以下特点：1、消费总量有一定增长，价格有所上涨；2、钛材的需求领域出现具有实质性潜在需求的新领域。      
　　表二       世界各主要钛材生产国近几年的产量及其年占比例      
国家                现产能                1998       年                1999       年                2000年
　                （t       /a）                产量（t）                比例（%）                产量（t）                比例（%）                产量（t）                比例（%）
美国                75800                26000                46.4                20000                46.5                20000                43.5
日本                23000                12000                21.4                12000                27.9                12000                26.1
独联体                110000                9000                16.1                5000                11.6                7000                15.2
欧洲                10500                7000                12.5                4000                9.3                5000                10.9
中国                3000                2000                3.6                2000                4.7                2000                4.3
合计                222300                56000                100                43000                100                46000                100
　　2、美国两大代表性钛公司的近期经营动态
　　Timet
　　美国钛金属公司Timet       于近期公布的2001年第四季度经营报告显示：在排除特殊项目以后2001年第四季度损失290万美元，即每股0.09美元的亏损；包括特殊项目以后亏损7200万美元，即每股亏损2.28美元。而2000年第四季度亏损为770万美元，即每股0.24美元；包括特殊项目以后去年为亏损0.20美元。2001年排除特殊项目亏损390万美元，即每股0.12美元，包括特殊项目后每股亏损1.33美元；2000年每股亏损1.24美元。这反应出2001年钛材市场比2000年略有好转。2001年底的定单为22500万美元（2000年底的定单为24500万美元），而2001年9月的定单为31500万美元。这反应了9.11事件使许多客户取消或延迟原先的定单，新定单的产生明显延缓下来。在展望2002年时，公司在商业航空市场需求明显委缩的情况下将面临非常大的困难，预计销售额将比2001年48700万美元下降15%到20%（其中航空市场下降30%），扣除特殊项目的净亏损将为3500万到4000万美元（营运净亏损为2500万美元）。      
　　表三       Timet公司历年经营业绩               
　                1997                1998                1999                2000                2001                2002（E）
销售收入（百万美元）                733                707                480                426                486                375
净利润（百万美元）                83                45                -31                -38.9                -41.8                　
每股收益（美元）                2.64                1.46                -1.0                -1.24                -1.33                　
　　RTI
　　RTI       公司公布的2001       年年度经营报告显示：公司2001年净利润1210万美元，即每股0.58美元，销售额为28590万美元；2000年净利润为670万美元，每股0.32美元，销售额为24940万美元。2001年第四季度的净利润为530万美元，即每股0.26美元，销售额为6870万美元，而2000年同期净亏损87000美元。2001年第四季度钛轧制品的出货量位280万磅，比第三季度下降15%。由于产品结构的提高和降低成本的措施，价格维持在平均每磅13.08美元的高位，使钛材部门在3380万美元的销售额上获得270万美元的净营运收入。然而9.11事件同样使公司最大的客户-商业航空公司在第四季度明显推迟发出新定单。这种趋势将延续到2002年。RTI的能源、制造和分销部门继续在2001年第四季度取得较好成绩，在3490万美元的销售收入上获得110万美元的利润。但这个部门的几个业务也明显受到航空市场的冲击，并在2002年继续受到影响。      
　　表四       RTI公司历年经营业绩
项目                1997年                1998年                1999年                2000年                2001年
销售收入（百万美元）                318                337                243                249                285.9
净利润（百万美元）                60                68                2.2                6.7                12.1
每股收益（美元）                2.94                3.31                0.11                0.32                0.58
　　3、钛材的价格走势
　　为打破钛市场低迷下滑的局面，美国三大钛生产集团之一的Allegheny       技术公司的Allvac       子公司于2000       年7       月19       日宣布将其全部镍材钛及特殊钢产品价格提高8%-       10%。2000       年8       月初Timet       也将一些级别的工业纯钛及合金铸锭扁轧材及锻造产品价格上调6%       -12%。       Timet       这次调价不会对以前签订的长期供货合同产生影响。尽管美国三大钛生产集团之中已有两家宣布提价，但另一家RTI却坚持不提价。RTI的子公司RMI       一直将重点放在高附加值的航空级合金薄板和厚板的生产上，这项业务占公司总业务约40%。钛产品价格从1997       年1998       年的高点已下跌了40%之多，但航空级扁轧材跌幅很小。由于成本增加，世界最大的钛加工材生产企业之一的俄罗斯VSMPO       也于2000       年下半年宣布将其钛材平均售价提高10%左右。2001年钛材平均价格与2000年价格基本持平。      
　　4、       非航空用钛市场动态
　　美国
　　Timet公司在非航空领域内已将重点放在汽车用钛零部件的开发上。该公司凭借钛制回气管及管式排气系统相关部件批量化生产设备将竞争汽车零部件市场。Timet       首次将钛合金用于生产雪佛莱Corvette       Z06       型汽车的回气管及尾气管部件。每辆Corvette       汽车中钛的使用量为12kg，       数倍于欧洲和日本在汽车中连杆和气门的用钛量。在常规汽车生产中如此大的钛用量当属首次这对钛工业来说意义重大。RTI       公司2000       年除加强前两年作为重点开发的能源产业钛应用外，还将目标转向美国军用钛材的开发上，例如将为新的轻量型XM-777       155mm       榴弹炮提供钛零件。      
　　日本
　　进入2000       年以来日本钛加工材尤其是民用品汽车等市场活跃。一直致力于民用市场开发的日本钛市场也比其它国家更早地开始复苏。在汽车消音器用钛方面，日本2000       年1季度的钛需求量达130       t       ，已接近日本年初预测值全年300       t       的一半，大有与高尔夫球杆用钛量相抗衡的势头。估计全年的用钛量可达500       t       。今后在此领域的钛用量还将会成倍增长2000       年眼镜架用钛量创历史最好水平。船舶用钛也得到了日本政府的批准正在加以实施，此外计算机笔记本电脑外壳等也在开始使用钛材。      
　　目前制约钛材应用开发最大的障碍是钛的价格较贵，如果钛的价格降低一半，将会出现一个广为应用、飞速发展的新局面。要使钛价降低，就必须寻求降低成本之路，就需要开发新合金、研究新工艺，包括钛复合材料和涂、镀层工艺的进一步研究与开发。不久的将来，钛将遍及包括航空航天领域内的全球各个行业。据美国RTI       公司估计，随着海底石油的大量开采，今后10       年在油田和地热应用领域的用钛量将猛增。该公司的钛钻杆已用于高温腐蚀环境及超深井下的石油、天然气和地热的钻探，并开始了工业化生产。钛被用作开采石油的工程结构材料，如升降机、输送管道、内燃机点火泵、深水设施的外壳、高压容器等。      
　　三、国内钛工业发展及市场状况
　　我国的钛资源居世界之首，据统计，我国的钛矿储量是世界已探明储量的64％左右，这为我国发展钛工业和扩大应用提供了得天独厚的条件。我国钛工业与世界钛工业一样，在最初的阶段主要受宇航、军事工业的影响。由于钛应用领域狭小，钛市场不景气，钛加工材的产量长期徘徊在200~300ｔ的低水平上。到80       年代，在国家优惠政策的大力支持下，1984       年我国钛加工材产量突破1000ｔ大关。但进入90       年代后，由于从国外大量进口钛材和国内企业缺乏资金无法进行技术更新和设备改造，也无力进行新应用领域的开发，使得用钛的工程项目减少，困扰了我国钛工业生产的发展，经过40       多年的发展，目前海绵钛产能为3100ｔ/ａ(包括已停产的锦州铁合金厂的海绵钛产能)、钛加工材2800ｔ/ａ、钛铸件400ｔ/ａ及钛设备400ｔ/ａ的生产能力，居俄、美、日之后第四钛工业国，在世界上所占的份额不超过4       %。由于面临着价格和市场的激烈竞争及大量钛材进口的冲击，目前我国海绵钛和加工材的产能利用率只有50       %～60       %。      
　　1、我国主要钛生产厂家情况简介
　　我国从事钛的科研发展起始于1954年北京有色金属研究总院。50       年代末，我国开始钛的工业化历程。1958       年我国第一个海绵钛试制车间在抚顺铝厂建成投产(年产48ｔ)，1960       年我国第一个钛熔炼、加工车间在沈阳有色金属加工厂建成投产。60       年代中期，建立稀有金属加工和科研基地--宝鸡有色金属加工厂、西北有色金属研究院及遵义钛厂。70       年代初，宝鸡有色金属加工厂和遵义钛厂的建成投产，形成了从钛矿采选--海绵钛制取--钛的熔炼--加工材制造的钛工业体系。      
　　表五       主要钛生产厂家情况       (截止1999       年)
项目                遵义钛厂                抚顺钛厂                宝鸡有色加工厂                沈阳有色加工厂
成立时间                1965年                1958年                1965年                1949年
职工人数                2725人                891人                6000人                6400人
代表产品                海绵钛                海绵钛、                钛及钛合金                钛及钛合金
海绵钛生产能力                2000ｔ/ａ                800ｔ/ａ                无                无
海绵钛实际产量                1200～1300ｔ                　                无                无
铸锭生产能力                无                无                4000ｔ/ａ                　
加工材生产能力                无                无                2200ｔ/ａ                300ｔ/ａ
　　我国现有海绵钛生产厂家只有2       家，即遵义钛厂和抚顺钛厂。遵义钛厂的规模较抚顺钛厂大，是最主要的海绵钛提供厂家。目前从事钛材生产的厂家(包括研究所)有近20       家，除了宝鸡有色金属加工厂、沈阳有色金属加工厂、上海第五钢铁厂和抚顺钢厂外，其它为近几年成立的乡镇企业、合资公司等。宝鸡有色金属加工厂是我国最大的一家钛材加工企业，在国内市场的占有率85%以上，其主要原料海绵钛主要是由遵义钛厂提供，不足部份主要是由独联体国家进口。      
　　2、我国钛市场分析
　　我国钛的应用虽然是随着航空工业的发展而兴起。但目前钛需求主要是非航空领域,最大的用钛部门是化学工业，“八五”期间用钛量占市场份额的59%，其中约有90       %以上是用在与氯相关的介质中，氯碱、纯碱、湿法冶金、石化和电子等工业已成为用钛的支柱行业。还有冶金约占5%，制盐占2       %       ，航空占13%，电力占18%，其它占3%。如果我国汽车行业能够推广钛制零件的应用，仅汽车领域对钛的需求就会呈几倍的增长。总之，我国和国外钛应用市场相比，差距很大，在钛应用开发上还很不成熟，钛的用量还很少，不少领域还是空白，而这些新领域的开发将会对钛的需求起积极推动作用。预计到2005       年，海绵钛生产能力将为现在的近3倍，加工材生产能力为现在的2       倍多（表六）。      
　　表六       我国钛工业“十五”规划及2010       年发展规划的设想（单位：吨）
厂家                海绵钛                　                钛材                　
　                2005年                2010年                2005年                2010年
宝鸡有色金属加工厂                ——                ——                3000                5000
攀钢集团钛业公司                5000                10000                2000                7500
遵义钛厂                2000                3000                ——                ——
抚顺钛厂                1000                1500                ——                ——
锦州铁合金厂钛分厂                500                500                ——                ——
总计                8500                15000                5000                12500
　　3．国内海绵钛和钛材进出口情况分析
　　多年来，钛材生产厂家除使用国内海绵钛外，还从俄罗斯进口大量低价海绵钛。同时，我国钛材也通过边境贸易出口到世界各国，但出口量达不到同期钛材生产总量的10%。市场的贸易量有限，经常是长期合同，大宗交易。但只要产品价格、交货期等有竞争力，更多的国内钛材将进入国际市场的。而且与国外钛材价格不同，国内钛材价格随市场变化而发生较大的波动，随着中国加入WTO，贸易全球化将会使中国钛的价格、贸易模式与国际接轨，钛的价格波动也会趋缓。      
　　四、宝鸡钛业
　　宝鸡钛业是将宝鸡有色金属加工厂的钛材生产线及与之相关的原料、销售、技术、质量等管理部门整体投入成立的股份公司。宝鸡钛业在国内基本处于垄断地位，产品技术水平高，产量大、国内的市场占有率一直保持在85%以上,但与国外大型企业相比还有较大差距。近年来，受俄罗斯边境贸易冲击，但是由于公司产品物美价廉，仍然保持了较为稳定的市场。2002-2003年公司产量增长将主要来自钛管和钛棒产品，受产能的限制，增长速度约为10％，公司未来的业绩增长主要依赖于募集资金所投项目，随着募集资金项目的投产，主营收入将提高7.18亿元，新增税后利润6869万。