鈦及其合金因其低密度(4.51g/cm3)、高強度(有的可達1000MPa)、高比強度和優異的高低溫性能，被廣泛應用於航空、航天等行業，成為軍工行業不可缺少的結構材料。此外，鈦及其合金在許多化學介質中具有優異的耐腐蝕等綜合性能，已被石油、化工、醫藥、體育等民用行業廣泛接受，並逐漸取代各種金屬材料，在短時間內躍居金屬材料使用的第三位。
1789年發現鈦，1908年挪威和美國開始用硫酸法生產二氧化鈦，1910年在實驗室首次用鈉法生產海綿鈦，1948年杜邦用鎂法生產海綿鈦，標誌著海綿鈦的工業化。
反應過程如下:TiO2+Cl2 → TiCl4。
四氯化鈦+鎂→鈦
可以看出，鈦的生產過程涉及劇毒的化學介質氯氣(二戰中的化學武器)和貴金屬鎂，反應過程需要大量的能量，這也是鈦價格昂貴的原因。這種工藝冶煉出來的鈦材不能用於生產，因為它還是多孔疏松的，看起來像海綿，稱為海綿鈦。海綿鈦將被放入真空自耗電弧爐中熔煉鈦錠，用於生產板、棒、管和其他形式的鈦材料。
中國鈦資源豐富，礦產相對集中。換算成二氧化鈦，其總儲量達到90多億噸，居世界第壹。鈦礦主要分布在四川、雲南、廣東、廣西、海南等省，其中攀枝花地區儲量占世界總儲量的35%。然而，與世界鈦礦主產區相比，我國天然金紅石(TiO2)資源少，易於開發利用的砂礦少。鈦礦多為鈦釩鐵* *礦源巖，選冶初期成本高。說到這裏，有必要提壹個故事。當初攀鋼煉鋼後的爐渣就堆在攀鋼的壹個角落裏。很長壹段時間都沒有發現這種爐渣中其實含有貴金屬鈦。後來我去攀鋼考察，提出要買我們的渣，讓我們國家重視攀鋼渣的具體面目，當然拒絕了日本。
中國的鈦工業始於20世紀50年代。1954，北京有色金屬研究總院開始研究海綿鈦的制備技術。1956年，國家在12發展規劃中將鈦列為戰略金屬。1958年在撫順鋁廠實現海綿鈦工業試驗，建立了全國第壹個海綿鈦生產車間，同時在沈陽有色金屬加工廠建立。
1980左右，我國海綿鈦產量達到2800噸。但由於當時大多數人對鈦金屬的認識不足，鈦材的高價也限制了鈦的應用，鈦加工材的產量只有200噸左右，因此中國的鈦工業陷入困境。
截至2003年底，我國海綿鈦年生產能力為4000噸，其中遵義鈦廠3000噸(2005年擴建工程基本完成，年產5000噸以上)，撫順鈦廠1萬噸。由於近年來中國可持續國民經濟對鈦的需求強勁，上述兩個工廠均可滿負荷生產，2003年總產量為4000多噸，2004年為4809噸。
2002年中國進口海綿鈦2147噸，出口11噸，進口2136噸。2003年6月+0-11，中國進口海綿鈦2609.9噸，出口72.7噸，進口2534.2噸。
2002年中國生產海綿鈦3328噸，實際銷售3079噸；2003年中國生產海綿鈦4112噸，銷售4128噸。但由於國際化學工業和航空航天工業的規模化發展，國際鈦材壹直供不應求，導致了2002年以來中國鈦材的瘋狂崛起。
2002年中國主要鈦加工企業鈦產量在不同領域的分布情況如下表所示:
中國主要鈦加工企業鈦產品在不同領域的銷售分布(%)
鈦加工材的產能取決於鈦錠的產能，即國家擁有的真空自耗電弧爐的總噸位。中國基本上有20000 t/a的鈦錠生產能力，按70%鈦材計算，基本上有14000 t/a的生產能力。
據初步統計，2003年中國實際生產鈦約6000噸，約占世界總產量的10%。可見我國的鈦加工業並不是很發達，需要時間和投入。
目前，中國鈦加工制造業在地理上體現了“三分天下”的格局:
以寶雞為中心的西北地區。該區以寶雞有色金屬加工廠及其控股的寶雞鈦業有限責任公司為龍頭，形成了中國專業化程度最高、加工設備最系統、產品規格最多的鈦加工制造基地。西北地區的鈦主要供應給國家軍工生產部門和民用裝備生產部門，部分出口到波音、麥道、勞斯萊斯等著名公司。
東北鈦加工及裝備制造集團主要由沈陽有色金屬加工廠、撫順特殊鋼板有限公司和沈陽東方鈦業有限公司組成，該地區中小企業眾多，鈦裝備制造相當活躍。由於東北是中國的老重工業基地，不缺人才。缺的是加強管理和綜合組織的能力，特別是有地方優惠政策的支持，也會形成壹定的氣候。
長三角鈦加工及裝備制造集團主要由寶鋼集團上海舞鋼有限公司、南京寶鈦中匯集團有限公司和張家港宏達鋼管廠組成。長三角地區有色金屬設備的加工能力已經可以體現中國在這方面的實力。每年都有大量質量可靠的有色金屬裝備出口，壹些質量和管理成功的企業已經進入軍工制造的大門。雖然沒有大規模的軍工生產，但也能充分說明我們的制造能力，以及鈦在軍事上的應用前景。
2005年前後，我國海綿鈦和鈦加工材的單機產能達到5000噸/年的基本經濟規模，振興東北規劃中的5000噸/年海綿鈦項目基本可以實現我國幾代鈦工業工作者的夙願，必將使我國成為鈦工業強國。
世界上能完成鈦礦-冶金-加工-鈦裝備制造和科研-設計-應用兩套完整體系的國家只有四個:美國、蘇聯/俄羅斯、日本和中國。這也是現代冶金工業的典範。下表可以反映世界上壹些主要鈦制造商的近況。
從上表可以看出，主要的鈦生產國都是發達國家和前蘇聯國家(中國除外)，鈦生產技術的特殊性使得資金不足的國家進退兩難。鈦材料作為主導世界航空工業的金屬，正在成為壹些國家謀求世界航空主導權的工具。想必大家都知道，俄羅斯總統弗拉基米爾·普京最近下令合並俄羅斯幾大飛機制造商，成立聯合航空制造集團。這只是俄羅斯人民尋求航空主導權的第壹步。緊接著俄羅斯媒體披露，俄羅斯國防出口公司正在與鈦合金巨頭Avisma進行股權收購談判。這說明在當前的國際形勢下，俄羅斯不僅在能源排上大放厥詞，還利用“安達線”和“安娜線”把中日綁在壹起取樂，把魔爪伸向稀有金屬戰略領域，企圖為俄羅斯崛起制造人為條件！
由於Avisma是全球飛機制造業最大的材料供應商(供應波音公司35%的鈦和空客公司50%的鈦)，除了每年供應25-45萬噸波音公司的產品(包括鎂合金)外，還需要增加深加工產品的份額。同時，俄羅斯也與波音和空客有合作項目(新飛機R&D和制造公司)。不難看出俄羅斯將材料優勢轉化為技術轉移的籌碼的野心。我已經向蘇霍伊公司提供了貸款擔保，以確保後者的RRJ支線飛機開發計劃順利進行。我覺得如果壹款支線飛機這麽刺激，十有八九不是針對中國的ARJ21，而是俄戰前的訓練行為，可見維也納崛起之心是很強的。
二、鈦在國防工業中的應用
(1).鈦在中國國防工業中的應用
無論是美國還是俄羅斯，其鈦材料主要用於飛機制造和造船。近年來，中國的這兩個領域發展迅速，新飛機正在批量生產，許多項目正在研究中。估計這兩個領域鈦的使用量會大大增加，也有報道說我們的F10使用了更多的鈦合金。前段時間，有網友在鐵血網站上發布了強5戰鬥機中國新型鈦合金發動機罩和機翼鈦合金連接器的圖片。可見，中國在鈦合金的使用上早已成熟。久而久之，我們鈦合金的應用也能讓航天工業突飛猛進。在空間領域，我國首臺大型全鈦紫外空間望遠鏡也已制造完成並完成測試，鈦合金在空間領域的應用前景廣闊(見下圖)。
每種鈦合金都有自己的用途。眾所周知鈦合金應用於飛機制造和航空航天工業，尤其是社會生活和機械工業，如眼鏡架、高爾夫球桿、超級運動自行車等。但對其在陸軍和海軍中的應用卻知之甚少，相關文章和說明也不多。以下是高性能鈦合金在我國國防工業中的壹些應用。
1.發動機行業:
鈦5Al2.5Sn高強度鈦合金-齒輪套筒、發動機殼體、葉片蓋
鈦8Al1Mo1V高溫鈦合金-發動機葉片、陀螺導流罩、內蒙皮
鈦合金6Al4V(抗拉強度≥895MPa)熱處理強化鈦合金芯機葉片和葉輪。
2.航空業:
鈦6Al2Sn強化鈦合金-緊固件、導向裝置和重要結構
鈦4AlMo1V鈦合金-飛機骨架
鈦Sn5Zr1Mo鈦合金-起落架、飛機承重架、緊固件
3.航空和航天工業
鈦合金1m 1315-火箭盤和導彈基座部件
鈦合金1m 1550-導彈動力葉片套筒
鈦合金T-A6V——航天器的主要材料
4.軍事工業
中國成功研制了83-1和83-2兩種迫擊炮。83-1 82式迫擊炮廣泛使用鈦合金，使全炮重量降低到18.1 kg，極其方便小隊、排等小單位實施襲擾戰。
鈦A7D— —裝甲車輛力學分析的新鍛件
鈦A6Z5W—-反坦克火箭(導彈)、地空導彈罩等抗蠕變要求高的部件。
鈦1m1551 ——裝甲車輛的高速旋轉部件。
5.海軍工業
LT41鈦合金-船舶大面積蒙皮
3.7114鈦合金——焊接性和成形性優異，適用於各種水密艙室。
鈦V13CA鈦合金-蜂窩船體，承重框架
鈦合金在船舶上的應用前景非常廣闊。這和鈦合金的強度和韌性有關，也和耐腐蝕性有關。鈦在海水中極其穩定，所以基本上可以認為船體不會被腐蝕，既可以降低維護成本，又可以減輕船體重量，對船舶來說是壹大好處。另外，需要提兩點:第壹鈦是非磁性的，對抵抗磁性檢測很有幫助。至於什麽是磁礦，不值得擔心。二是與先進的船舶復合塗料有著天然的融合。未來要用的隱身復合材料有壹個缺點，就是和以前艦艇用的高強度特殊鋼發生反應。由於電位差，海水中容易產生電偶，加速腐蝕。這種東西在052上試驗過，用不了多久就會生銹，但是這些塗層可以和鈦合金完美結合。
(2)鈦在其他國家國防工業中的應用。
世界上很多退役、服役或在研的武器裝備都使用鈦及其合金結構件。隨著現代戰爭模式的改變，現代部隊的快速機動能力非常突出，所以對於陸軍來說，需要依靠運輸機的能力來實現快速機動，這就要求陸軍原本就很重的裝備盡可能的輕。比如現在各國都希望自己的火炮能夠快速有效的轉移到另壹個地方，以達到戰略或戰術目的，這必然會讓鈦合金在火炮領域的發展壹片光明。比如美國的M777輕型榴彈炮，由於使用了鈦合金外殼，戰鬥總重量已經降到了3.175噸，可以通過V22或者C130空運，實現快速機動的能力。同樣，英國的UFH超輕型155毫米火炮使用1噸鈦合金不到4噸。在空軍和海軍裝備領域更是如此。以下是鈦合金成功應用的壹些典型例子:
①飛機用鈦數據(未標明空白消耗量)
國際鈦協會在2002年6月於美國奧蘭多舉行的年會上發布了以下飛機用鈦的新數據:
1.計劃於2004年問世的第壹架超大型客機空客A380采用45t/架-65t/架的鈦；(見下圖)
2.波音客機，鈦消耗量占其總重量的15%-17%(凈重)；
3.F15戰鬥機，結構用5.75t鈦，兩臺噴氣發動機用5t鈦；(見下圖)
4.F22戰鬥機(在研)，結構用36t鈦，兩臺發動機用5t鈦；(見下圖)
5.聯合研制的F35戰鬥機，結構采用鈦10t，單發5t；(見下圖)
6.F18艦載戰鬥機，鈦消耗量占其總重量的12%-13%(凈重)；(見下圖)
7.C-17大型運輸機，鈦消耗量占其總重量(凈重)的10%；(見下圖)
8.歐洲EF2000將減少鈦的用量，改用復合材料。(見下圖)
由此可見鈦在世界航空航天領域的重要地位，尤其是在發動機制造和機體制造方面。
如前所述，俄羅斯加強戰略稀有金屬鈦管控的意圖引起了美國的關註。畢竟鈦在美國下壹代戰機中的使用比例非常大。如果俄羅斯國防出口公司控制了Avisma的大部分股份，國際鈦合金價格必然上漲，因此F-22和F-35項目存在不確定因素。因此，美國最大的鈦制造商蒂梅特公司最近來到中國尋求潛在的合作夥伴，希望在中國市場找到類似的俄羅斯供應商，或者成立合資公司，在美國的項目中使用中國生產的鈦，價格非常有優勢，質量可靠，可以說對美軍F-22和F-35的未來項目非常有幫助。(讓我郁悶~ ~ ~)
全球的材料供應對國防工業的影響如此突出是罕見的，這是自二戰鋼鐵短缺以來的第壹次，因此F-22和F-35的價格將取決於未來鈦的供應。
如今，全球經濟逐漸走出低谷，國際航空業開始呈現恢復性增長。國際鈦工業也隨著這股浪潮迎來了新的快速增長期，中國企業也將迎來新的機遇。(難過還是開心？)
近幾年是第四代戰機更新換代的開始。之後的幾年，每年都會有很多新戰士進入部隊。新戰機的選擇非常講究，很有前瞻性。在未來幾年，軍事和航空工業將不可避免地成為鈦的最大用戶。
Mold最近公布了壹種由潛艇攜帶的新型無人攻擊機的概念。“鸕鶿”無人機長5.8米，翼展4.86米，屬於反復使用的無人戰鬥機。“鸕鶿”是由著名的洛克希德·馬丁臭鼬工廠提出的概念設計。因為它的出入通道主要是海水，所以整機采用鈦合金制造，防止腐蝕。起飛總重不到4噸，可攜帶有效載荷453公斤。主要用於從俄亥俄級核潛艇的戰略導彈發射裝置上發射，主要用於摧毀沿海目標。機器的進氣口位於機頭，呈三角形。由於使用了鈦合金，它的機身極其堅固，可以承受150英尺水深的壓力。並且為了防止外部壓力不穩定的發生，機體內部不必要的空間用特殊塑料填充。為了增加飛行的隱蔽性，其外形也采用了復雜的隱身設計。鸕鶿最大飛行速度預計可達880 km/h，巡航速度550 km/h，最高飛行高度10.7km，作戰半徑926 km，可續航3小時。鈦的優良品質體現的淋漓盡致！(見下圖)
(2)鈦在海軍中的應用。
鈦在海軍上的應用也非常廣泛，主要應用國家是蘇聯/俄羅斯潛艇。
“阿庫拉”級攻擊核潛艇:“阿庫拉”級采用水滴型，雙殼，內層為鈦合金。由蘇聯著名的“孔雀石”潛艇設計局設計，青城造船廠和北德文斯克造船廠制造。(見下圖)
塞拉級攻擊核潛艇:俄羅斯的塞拉級(又稱S級)多用途攻擊核潛艇。可以說是俄羅斯復雜的核潛艇家族中最神秘的壹個。主要原因是塞拉級艇采用鈦合金雙殼，其深潛、高速、火力強、隱身性能好令人印象深刻。但造價非常昂貴，綽號“金魚”，只造了四艘。(見下圖)
至於潛艇中鈦的巔峰之作，我還是覺得應該授予臺風級:蘇聯建造了6艘臺風級潛艇，臺風是第壹艘。“臺風”級的特殊之處在於，它擁有魚雷、導彈、動力裝置等壹整套獨立的導航和作戰系統；采用雙殼結構，儲備浮力32%左右。兩枚炮彈之間的距離超過3米，增強了水下爆炸和碰撞的能力。每艘臺風級艦用鈦量在9000噸左右，相當於中國壹年的鈦總產量！可見蘇聯時期對軍隊的投入是多麽巨大。(見下圖)
蘇聯/俄羅斯的鈦殼核潛艇，比如阿爾法級之類的，還沒有形成壹定的氣候，就不描述了。潛艇上的鈦不僅用於殼體，還用於潛艇的管道和冷凝器。目前，幾乎所有潛艇和水面艦艇上的冷凝器都是由鈦制成的。可以說，在潛艇和艦船的使用壽命中，壹般不需要更換鈦制冷凝器，壹方面可以節省維護成本，另壹方面也不會因為冷凝器故障而降低出勤率。
因為材料的價格和產量，很少有其他國家的潛艇使用鈦殼的報道。
鈦及其合金的性能是毋庸置疑的。各種鈦合金的冶金工藝對於大國來說也是很常規的事情，只是考慮到成本。隨著經濟的發展，國防的特殊要求也能得到保障，因此鈦及其合金在未來的民用和軍用領域將迎來快速發展。同時，鈦及其合金將大大提高壹些特殊設備的性能。
鈦及其合金的未來不可估量！