新型輕合金產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展“黃金期”

　　在有色金屬結構材料領域，輕質、高強、大規(guī)格化以及耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞將是未來的發(fā)展方向，而新型輕合金的性能恰好符合這一發(fā)展趨勢。新型輕合金主要包括鋁合金、鎂合金和鈦合金，目前已廣泛應用于電力裝備、交通運輸、船舶及海洋工程和航空航天領域。最近出臺的《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)劃中重點發(fā)展的新材料之一，并配套專項工程予以支持，還將建設三大新型輕合金材料基地，重點滿足航空航天、軌道交通和汽車輕量化等交通運輸裝備的需求。由此來看，鋁、鎂、鈦合金作為新材料產(chǎn)業(yè)的“輕騎兵”，將在相關產(chǎn)業(yè)政策的扶持下迎來發(fā)展的“黃金期”。

　　三大領域共同拉動鋁合金需求

　　2010年，全球鋁消費4112萬噸，消費量在金屬中僅次于鋼鐵。同時，在過去20年中，鋁也是基本金屬中消費總量增長最快的品種?！笆濉逼陂g，航空航天、軌道交通、汽車輕量化三大領域的高速發(fā)展將對新型鋁合金構成強勁需求。

　　與鈦合金相比，鋁合金目前成本更低、加工技術更加成熟，其在未來仍將是航空航天結構材料的首選。目前在飛機的結構材料中，鋁合金材料占比一般在20%～80%，尤其在民用客機中，鋁合金的應用比例仍維持高位。據(jù)《中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2010）》預測，未來10年我國客機每年將需要單通道飛機100多架，對100座級～125座級的單通道飛機的需求將超過300架，150座級～175座級單通道飛機超過1000架，我國國產(chǎn)飛機的發(fā)展必將為鋁合金材料開啟廣闊市場空間。

　　新型鋁合金具有輕質、比強度高、長壽命的特性，隨著大型空心薄壁鋁材軋制技術的日趨完善，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，鋁合金車體可以實現(xiàn)減重45%~50%，使用壽命延長10年以上。目前，世界各國逐漸停止制造碳鋼車體，轉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使其在高速列車上的應用受阻，鋁合金車體已成為大勢所趨。

　　汽車輕量化將使其在節(jié)能減排、提高汽車性能、新能源應用等方面作出重要貢獻。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，鋁對鋼的厚度比為1.43，鋁的減重潛力是49%；在等彎曲強度的條件下，鋁對鋼的減重潛力是38%。由此可見，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)。作為最輕的金屬結構材料，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)有關測算，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，可以達到明顯的減震、降噪效果，比鋁合金在汽車零部件上的應用范圍更為廣泛。

　　目前，我國汽車鎂合金產(chǎn)業(yè)的總體技術水平不高，平均單車用鎂量不足1千克，遠不及國外。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已有20余種汽車零部件可以采用鎂合金生產(chǎn)。但是考慮到我國已成為汽車生產(chǎn)和消費的全球第一大市場，中長期內(nèi)汽車需求仍很強勁，預計到2020年，我國汽車產(chǎn)量將會超過2000萬輛，如果單車用鎂量達到10千克，國內(nèi)汽車業(yè)對鎂的年需求量將會超過20萬噸。隨著新能源汽車成為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，未來幾年鎂合金的需求有望高速增長。

　　大飛機國產(chǎn)化開啟鈦合金市場

　　目前，鈦合金已成為第三代飛機機體結構材料的主力軍，并且已在飛機發(fā)動機領域確立了重要地位。特別是在軍工領域，鈦合金的用量更大。作為飛機心臟的發(fā)動機之一的F119發(fā)動機，其用鈦量占結構總重量的39%，最先進的戰(zhàn)斗機F-22，鈦材用量占飛機結構總重量的41%，而1艘戰(zhàn)船的用鈦量也已超過1000噸，用鈦量已成為武器先進性的重要標志。

　　隨著未來對民用大飛機和軍用飛機的需求逐年上升，鈦合金在航空航天領域的消費占比提升空間廣闊。2009年，美國鈦合金在航空領域的消費占比高達55%，而我國鈦合金還主要應用于較為傳統(tǒng)的化工領域，航空領域僅占10%。2010年，我國鈦材總消費量僅2.88萬噸，隨著我國大飛機戰(zhàn)略的推進以及商用飛機進入國產(chǎn)化階段，保守估計，僅商用飛機用鈦領域未來規(guī)模就將達到7.2萬噸~18萬噸。軍用飛機領域，優(yōu)越的飛機性能對于發(fā)動機和機身材料的要求更高，鈦合金的使用比率也會更高。

　　目前我國金屬材料產(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鍵材料，必將迎來新的發(fā)展機遇，從而推動新材料產(chǎn)業(yè)不斷邁上新的臺階，使我國由原材料工業(yè)大國向強國轉變。

來源：中國冶金報

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