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。輕型合金主要是鈦合金、鎂合金和鋁合金,其中,鈦、鎂合金目前規(guī)模較小,受益航空工業(yè)和汽車工業(yè)的快速發(fā)展,將成為“十二五”期間最有潛力的合金材料。
飛機(jī)國產(chǎn)化開啟高端鈦材市場
隨著我國大飛機(jī)戰(zhàn)略的推進(jìn),商用飛機(jī)進(jìn)入國產(chǎn)化階段,保守計(jì)算,僅商用飛機(jī)用鈦領(lǐng)域未來規(guī)模就將達(dá)到7.2-18萬噸。軍用飛機(jī)領(lǐng)域,優(yōu)越的飛機(jī)性能對于發(fā)動機(jī)和機(jī)身材料的要求更高,鈦合金和復(fù)合材料的使用比率也更高。目前我國批量生產(chǎn)的軍用飛機(jī)機(jī)體和發(fā)動機(jī)用鈦質(zhì)量合計(jì)占比達(dá)到25%,而F-22鈦合金占比甚至高達(dá)41%。
根據(jù)美國TIE公司的統(tǒng)計(jì),除俄羅斯和中國外,全球鈦需求的46%來源于航空工業(yè),43%來源于工業(yè),9%來源于軍工,2%來源于新興市場。目前我國商用飛機(jī)自給率低,航空工業(yè)相對落后,航空需求在鈦消費(fèi)中的比例僅為10%左右。2010年,我國鈦材總消費(fèi)量僅2.88萬噸。
鎂材減重助推汽車節(jié)能減排
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%,排氣量也隨之大幅降低。世界上70%的鎂合金用于汽車工業(yè)。汽車輕量化是汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢,歐洲各車廠計(jì)劃2011年以后出廠的新車以減重7%-8%為目標(biāo);到2016年以后,再減重7%-8%。
鎂是實(shí)用金屬中最輕的金屬,其比重只有鋁的2/3、鈦的2/5、鋼的1/4,鎂合金一直被認(rèn)為是汽車輕量化最重要的新材料之一。
到目前為止,汽車上共有60多個(gè)零部件采用鎂合金,其中儀表盤基座、座位框架、方向盤軸、發(fā)動機(jī)閥蓋、變速箱殼、進(jìn)氣歧管、汽車車身等7個(gè)部件鎂合金的使用率最高。目前歐洲和美國單車使用鎂合金零件5.8-23.6公斤,我國汽車單車用量不到10公斤,自主轎車平均比發(fā)達(dá)國家同類轎車重8%-10%,而在相同自重下,安全性差2-3個(gè)等級。如果國產(chǎn)車達(dá)到歐美的鎂合金使用比重,預(yù)計(jì)每年將新增鎂合金需求8.8萬噸。