„14-ajame penkerių metų plane“ Kinijos karinė įranga paspartino statybas, spartus naujų tipų karinių orlaivių įrengimas ir „didumo tvarka“ laipsniškas raketų konstravimas suformavo didelę medžiagų paklausą.
Suderinkite nepriklausomą valdomą prieaugį ir aukščiausios klasės aukštos kokybės medžiagų panaudojimo proporcijos padidėjimą naujuose įrangos modeliuose, šiuo metu karinės pramonės grandinėje esančios medžiagos turi gana stiprų „trumpą tiekimą“, taip pat rodo didesnį kiekį. našumas, palyginti su pasroviui, padidina elastingumą.
01|Pramonės fonas
Viena medžiagų karta, viena įrangos karta
Karinės medžiagos yra materialinis ginklų ir įrangos kūrimo pagrindas. Karinės medžiagos vystosi link „lengvos, didelio našumo, daugiafunkcinės, sudėtinės, pigios ir protingos“. Titano lydinio, super lydinio, anglies pluošto "keturiolika penkių" laikotarpio rinkos paklausa tikimasi išlaikyti stabilų ir spartų augimą, rinkos erdvė palaipsniui atidaryta.
Tikimasi, kad „Keturioliktojo penkerių metų plano“ laikotarpiu bendras aukščiausios klasės titano lydinio, anglies pluošto ir trijų superlydinių medžiagų paklausos rinkos augimo tempas bus 20%, 25% ir 16%, darant prielaidą, kad trys kainos yra 350, 000 juanių už toną, 150, 000 juanių už toną ir 300,000 juanių už toną. Iki 2025 m. šių trijų medžiagų rinkos dydis atitinkamai viršys 10 milijardų, 20 milijardų juanių ir 30 milijardų juanių.
Buvo patobulinta karinių medžiagų pramoninė grandinė
02|titano lydinys
Medžiagos savybės: puikus našumas, plačiai naudojamas kariuomenėje
Titanas (Ti) yra IV B elementų grupės periodinėje lentelėje, yra sidabro baltumo metalas, titano lydinys yra titano pagrindu, kad būtų galima pridėti aliuminio, alavo, vanadžio, molibdeno, niobio ir kitų elementų, sudarytų iš lydinių. puikios fizinės savybės, plačiai naudojamas kosmoso, laivų, jūrų inžinerijos, ginklų, automobilių, medicinos, chemijos, metalurgijos, sporto ir laisvalaikio bei kitose aukščiausios klasės pramonės gamyboje. Jis turi „trečiojo metalo“, „oro metalo“, „vandenyno metalo“ ir tt reputaciją.
Pramoninė grandinė: grandinė yra ilga ir sudėtinga
Titano Žemėje gausu, plutoje – 0,61 %. Titano pramonės grandinėje pramonės reikmėms naudojamos žaliavos daugiausia yra ilmenitas ir rutilas, tarpiniai perdirbti produktai titano kempinė ir titano dioksidas, iš kurių titano kempinė naudojama titano gamybai, naudojama aviacijos erdvėje, laivų ginkluose ir kitose karinėse srityse; Titano dioksidas daugiausia naudojamas dangų, plastiko ir popieriaus bei kitose pramonės šakose. Dėl titano lydymo technologijos sudėtingumo ir sudėtingumo tik JAV, Rusija, Japonija ir Kinija įvaldė visą pramoninės titano gamybos technologiją.
Pramoninė grandinė: tiekėjų žaliavos
Rutilas yra aukštos kokybės žaliava titano serijos gaminiams, tačiau gamtinių atsargų yra mažiau. Kalbant apie atsargas, pagal USGS, pasaulinės ilmenito atsargos 2021 m. yra 700 milijonų tonų, o rutilo atsargos - 49 milijonai tonų. Rutilo koncentrato TiO2 kiekis paprastai yra didesnis nei 93%-95%, o priemaišų kiekis yra aukštas ir mažas, todėl rutilas yra aukštos kokybės titano dioksido, titano kempinės, titano tetrachlorido ir kitų titano gaminių žaliava.
Šalies požiūriu titano rūdos paplitimas yra koncentruotas, nors Kinijos atsargos yra didelės, bet kokybiškos rūdos mažos. Pasaulinis rutilas daugiausia susitelkęs Australijoje, Indijoje ir Pietų Afrikoje, iš kurių Australija užima pirmąją vietą su 31 mln. tonų atsargų, kurios sudaro 63 %; Pasaulio ilmenitas daugiausia yra sutelktas Kinijoje, Australijoje ir Indijoje, iš kurių Kinija užima pirmąją vietą, turinti 23 milijonus tonų atsargų, o tai sudaro 33%. Nors Kinijos titano ištekliai yra turtingi atsargomis, bet daugiausia ilmenito, TiO2 kiekis yra mažas, o kalcio ir magnio priemaišų kiekis yra didelis, todėl sunku jį atrinkti ir lydyti.
Pramoninė grandinė: Vidurio srauto kempinės titano struktūrinis pasiūlos ir paklausos disbalansas
Pagrindinė aukščiausios klasės titano žaliava daugiausia yra 0 klasės kempinė. Pagrindinė titano žaliava yra titano kempinė. Pagal nacionalinį vieningą kempinės titano įgyvendinimo standartą, kempinės titanas gali būti suskirstytas į 0A, 0, 1, 2, 3, 4 ir 5, daugiausia susijusių su cheminė sudėtis ir Brinelio kietumas. Aukščiausios klasės titano lydinio žaliava daugiausia yra 0 klasės kempinė, o civilinio titano lydinio žaliava daugiausia yra 1 klasės kempinė.
Pasaulinis kempinės titano pajėgumų perteklius, Kinijos aukščiausios klasės kempinės titano gamybos pajėgumai yra nepakankami. Šiuo metu tik aštuonios šalys – JAV, Rusija, Kinija, Japonija, Ukraina, Kazachstanas, Saudo Arabija ir Indija – turi titano kempinės gamybos pajėgumus. Pagal USGS, pasaulinis titano kempinės gamybos pajėgumas 2021 yra 350,000 tonų, tačiau pajėgumų panaudojimo lygis yra tik 60,0 %, iš kurių Kinijos pajėgumai sudaro apie 177,{{9 }} tonų, o pajėgumų išnaudojimo rodiklis siekia 67,8 proc. Bendra kempinės titano rinkos pasiūla Kinijoje yra pakankama, tačiau aukštos kokybės mažų dalelių dydžio kempinės titano atotrūkis yra didelis.
Šiuo metu Kinijos aukštos kokybės kempinės titano gamybos augimas negali patenkinti sparčiai didėjančios vartotojų paklausos, o atotrūkis tarp pasiūlos ir paklausos kasmet didėja, daugiausia dėl importo iš Ukrainos ir Kazachstano.
Pramoninė grandinė: aukščiausios klasės titano gamybos pajėgumai yra nepakankami (lydymosi ir liejimo sunkumai)
Porėtą titano kempinę reikia sulydyti į tankius titano luitus, kad būtų galima naudoti titano gamyboje, titanas pasižymi dideliu cheminiu aktyvumu, o lydymas ir liejimas turi būti atliekami vakuume arba inertinėje atmosferoje. Šiuo metu pasaulyje yra du pagrindiniai lydymo ir liejimo procesai: vakuuminis sunaudojamas lankinis lydymas (VAR) ir lydymas šalto židinio krosnyje (CHM).
Šiuo metu Kinijoje plačiausiai naudojamas VAR metodas (Vakarų superlaidininkas taiko šią technologiją), privalumai yra brandus procesas, greitas lydymosi greitis, trūkumai yra lengvas atskyrimas, prastas kompozicijos vienodumas ir lengvai atsirandantys defektai, todėl aukšta kokybė. titano lydinio luito reikalavimus, paprastai tris kartus ištirpinant VAR, kad būtų sumažintas defektas. CHM metodas gali geriau išspręsti mažo ir didelio tankio intarpų ir kompozicijos vienodumo problemas. Pastaraisiais metais kai kurios titano įmonės Kinijoje pristatė elektronų pluošto šalto židinio lydymo ir plazminio šalto židinio lydymo ir liejimo krosnis iš JAV ir Vokietijos. CHM metodas taip pat sparčiai vystosi.
Pramoninė grandinė: aukščiausios klasės titano gamybos pajėgumai yra nepakankami (sunku apdoroti)
Titano lydinio apdorojimo technologija yra sudėtinga. Titano lydinio šilumos laidumas ir savitoji šiluma yra maži, apdirbimo metu susidariusią šilumą sunku išleisti per ruošinį, viena vertus, vietinė temperatūra greitai pakyla aukštoje temperatūroje, todėl įrankis smarkiai susidėvi, kita vertus, tai sugadins dalių paviršiaus vientisumą, dėl to dalių geometrinis tikslumas ir darbo sukietėjimo reiškinys. Todėl titano lydinio apdirbimas yra labai sunkus ir tik šešios pasaulio šalys – JAV, Rusija, Japonija, Kinija, Ukraina ir Kazachstanas – įvaldė visą titano apdirbimo ir gamybos procesą. Aukštos klasės titano medžiagų tiekimas yra sutelktas užsienio šalyse, o Kinijos produkcija yra didelė, tačiau daugiausia vidutinės ir žemos klasės. Aukščiausios klasės titano tiekėjai daugiausia susitelkę Rusijoje, JAV ir Japonijoje.
Aviacija: išmatuokite pažangų orlaivio lygį
Dėl mažo tankio, didelio specifinio stiprumo, gero atsparumo korozijai ir mažo šilumos laidumo titano lydinys plačiai naudojamas orlaivių konstrukcinėse dalyse ir varikliuose.
Šiuo metu didžiausias naujos kartos orlaivių greitis yra daugiau nei 3 kartus didesnis už garso greitį, sukels orlaivio ir oro trintį ir gamins daug šilumos, paprastai 2 kartus mažesniu garso greičiu, kai kūnas gali naudoti aliuminį. lydinio, kai skrydžio greitis pasiekia daugiau nei 2 kartus, turi būti naudojamas atsparumas aukštai temperatūrai ir geresnis titano lydinio veikimas, kai skrydžio greitis viršija 3 kartus garso greitį, fiuzeliažas naudos daugiau titano lydinio.
Kosmosas: dideli projektai ir raketų atsargos
Vietoj tradicinių plieno medžiagų, titano lydinio medžiaga gali labai sumažinti aviacijos ir erdvėlaivių konstrukcinį svorį ir pagerinti aviacijos ir erdvėlaivių konstrukcijos atsparumą korozijai, o tai labai svarbu didinant kosminių orlaivių skrydžio diapazoną, sumažinant degalų sąnaudas, pailginant tarnavimo laiką. ir pagerinti paslaugų patikimumą.
Karo laivo laukas: natūralus
Dėl didelio specifinio stiprumo ir puikaus atsparumo korozijai jūros vandenyje ir vandenyno atmosferoje titano lydinys taip pat buvo plačiai naudojamas laivų srityje. Daugiausia naudojamas slėginės valties korpuse, konstrukcinėse dalyse, plūdrumo sistemos rutulyje, vandens laivo siurblio korpuse, vamzdynų ir denio prieduose, greitaeigio katerio sraigte, varomajame velene, povandeniniame sparne, plakimo antenoje ir pan. Šiuo metu titano lydinio naudojimas laivuose daugiausia sutelktas kai kuriose pagrindinėse dalyse, tačiau nuolat bręstant titano lydinių pramonei ir mažėjant sąnaudoms, titano lydinio panaudojimo dalis būsimuose laivuose ir toliau didės.
Rinkos dydis: Aukštos klasės titano medžiagų augimo erdvė yra didelė, tikimasi, kad rinkos dydis sieks 10 mlrd
Kinijoje dominuoja chemijos pramonė, o aukščiausios klasės titano medžiagų erdvė yra plati. 2021 m. Kinijos titano suvartojimas buvo 127,000 tonos, o tai padidėjo 35,7%, o titano kiekis sparčiai didėjo.
Palyginti su titano medžiagų paklausos struktūra, Kinija daugiausia priklauso chemijos pramonei, o didžiausia titano medžiagų paklausa pasaulyje yra aviacijos ir kosmoso pramonė, o tai rodo mažą aukštos klasės titano medžiagų naudojimą Kinijoje ir didėjančią erdvę. aukščiausios klasės titano medžiagos, tokios kaip aviacija, vis dar yra plati ateityje.
Apskaičiuota, kad bendra titano lydinio paklausa Kinijos kariniams orlaiviams 2022-2026 bus 27 234 tonos, o vidutinis metinis vidurkis – 5 447 tonos. Bendra titano lydinių, skirtų civiliniams orlaiviams, paklausa yra 197 097 tonos, o metinis vidurkis – 39 419 tonų. Remiantis 350,{10}} aukščiausios klasės titano medžiagų/t skaičiavimu, metinis karinių orlaivių ir variklių rinkos dydis yra apie 2 mlrd., o metinis karinių orlaivių ir variklių rinkos dydis yra apie 10 mlrd.
Konkurencinga aplinka: „Universalios parduotuvės“ ir „specializuotos parduotuvės“
Kariniai aukščiausios klasės titano lydiniai tiesiogiai nekonkuruoja su užsienio šalimis, tačiau vis dar yra tam tikras atotrūkis: tokie kaip titano lydinio ekstruziniai profiliai, kaltiniai kaliniai, didelės titano lydinio plačios ir storos plokštės, dideli titano lydinio liejiniai, titano lydinio strypai ir vielos aviacijos tvirtinimo detalėms ir kt., reikia skubiai pagerinti Kinijos titano pramonės produktų kokybę, kad būtų visiškai patenkinti nacionalinės gynybos karinės pramonės titano lydinių plėtros poreikiai.
Dabartiniu požiūriu, dėl istorinio statuso egzistavimo Baoti yra ilgiausia, didžiausia ir išsamiausia titano lydinio gamybos įmonė, kurią galima vertinti kaip titano lydinio "universalinę parduotuvę". Du tikrieji Western Materials ir Western Superconductor valdikliai yra Šiaurės Vakarų spalvotųjų metalų tyrimų institutas, todėl pramonės konkurencija yra ribojama, todėl Vakarų medžiagos daugiausia yra titano lydinio plokštės ir vamzdžiai, o Western Superconductor daugiausia yra titano lydinio strypų viela. Jie abu turi stiprų konkurencingumą savo srityse, o tai gali būti vertinama kaip tam tikros klasės titano lydinio „specializuota parduotuvė“.
03|Superlydinys
Medžiagos savybės: Jis vis dar turi geras savybes aukštoje temperatūroje
Superlydinys yra pažangios struktūrinės medžiagos, kurių matrica yra nikelis, geležis ir kobaltas, kuri ilgą laiką gali atlaikyti tam tikrą įtempimą aukštoje, aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje, ir turi puikų atsparumą oksidacijai ir atsparumą korozijai. Palyginti su įprastais metalais, superlydiniai pasižymi puikiomis savybėmis sudėtingoje darbo aplinkoje: ① atsparumas aukštai temperatūrai; ② Atsparumas oksidacijai; ③ atsparumas šiluminei korozijai; ④ atsparumas nuovargiui; ⑤ atsparumas lūžiams; ⑥ Stabili vidinė organizacija, patikimas naudojimas. Nors eksploatacinės savybės yra puikios, superlydinio paruošimas yra sudėtingas, o Europa ir JAV jį taip pat vadina super lydiniu.
Pramoninė grandinė: suformuota iš esmės visa pramonės grandinė
Šiuo metu Kinijoje yra daugiau nei dešimt įmonių ir mokslinių tyrimų institutų, užsiimančių superlydinių tyrimais ir plėtra bei paruošimu, ir buvo suformuota palyginti visa superlydinių gamybos sistema. Superlydinių pramonės grandinę sudaro tiekėjų žaliavų ir įrangos tiekėjai, vidutinės grandies superlydinių medžiagų ir produktų gamintojai ir tolesnio naudojimo terminalai.
Aviacijos erdvė: didžiausia taikymo sritis
Šiuo metu superlydiniai daugiausia naudojami variklių srityje, įskaitant aviacijos variklius, kosmoso raketų variklius ir įvairius pramoninius dujų turbinų variklius. Remiantis Roskill statistiniais duomenimis, superlydinių paskesniuose panaudojimuose pagal vertę aviacijos ir kosmoso laukas sudaro 55%, o po to - galios laukas, kuris sudaro 20%.
Superlydinys yra svarbi aviacinių variklių medžiaga, kuri yra daugelio pagrindinių komponentų veikimo garantija. Remiantis „Aero Engine Material Structure“ plėtra, naujajame aviaciniame variklyje superlydinio kiekis sudaro daugiau nei 40–60% viso variklio svorio, kuris daugiausia naudojamas degimo kameroje, turbinos kreipiamojoje mentėje ( taip pat žinomas kaip vadovas), turbinos darbo mentė, turbinos diskas ir kiti karštojo galo komponentai, be korpuso, žiedo, uodegos antgalio ir kitų komponentų.
Laivai ir karo laivai: sutelkti laivų jėgainėje
Superlydinio naudojimas laivuose ir karo laivuose taip pat daugiausia koncentruojamas konstrukcinėse jėgainės dalyse ir daugelyje elektrinėje naudojamų aukštos temperatūros varžtų. Laivų energijos įranga pasaulyje skirstoma į pagrindinę galią (daugiausia dideli dyzeliniai varikliai arba branduoliniai reaktoriai) ir pagalbinę galią (daugiausia dujų turbinas), kurioms abiem reikia naudoti daug aukštos temperatūros lydinių.
Dyzelinis variklis turi aukšto šiluminio efektyvumo ir plataus galios diapazono privalumus, kurie užima didelę dalį laivo jėgainėje. Superlydinys daugiausia naudojamas didelio dyzelinio variklio išankstinio degimo kameros antgaliuose, aukštai temperatūrai atspariose elastinėse dalyse ir tvirtinimo detalėse, oro vožtuve ir dujų sėdynės lydinyje, kompresoriaus turbinoje, kompresoriuje ir išmetimo sistemoje. Dalys, kurioms reikia naudoti superlydinius dujų turbinose, yra oro kompresoriai, degimo kameros, sparnuotės sistemos ir reduktoriai. Ant sparnuotės purškiamų dujų temperatūra siekia net 1300 laipsnių C, todėl sparnuotės sistemai reikia rinktis superlydines medžiagas.
Rinkos dydis: metinis rinkos dydis viršija 10 mlrd
Superlydinio vidaus gamybos pajėgumai yra riboti, ilgą laiką yra didelis atotrūkis tarp pasiūlos ir paklausos. Remiantis statistika, 2019 metais Kinijos superlydinio aukso rinka siekė 16,98 milijardo juanių, pagaminta apie 27 600 tonų, tačiau bendra superlydinių paklausa rinkoje siekė apie 48 200 tonų, o atotrūkis tarp pasiūlos ir paklausos siekė 20 600 tonų. Tikimasi, kad metinė superlydinių paklausa Kinijoje ateityje sieks apie 58 200 tonų, o rinkos erdvė yra plati.
Konkurencijos modelis: pasaulinės oligarchijos ypatybės
Dėl didelių techninių sunkumų, ilgo proceso kaupimo laiko, ilgo gaminio tikrinimo ciklo, didelių pradinių investicijų ir kitų slenkstinių faktorių tik ne daugiau kaip 50 įmonių pasaulyje gali gaminti aviacijos ir kosmoso superlydinius, daugiausia koncentruota Jungtinėse Amerikos Valstijose, Didžiojoje Britanijoje, Prancūzija, Vokietija ir kitos šalys, o pramonė pasižymi oligarchinėmis savybėmis.
04|aliuminio lydinys
Maža kaina, didelis modulis: plačiausiai naudojamos konstrukcinės medžiagos
Aliuminis yra labiausiai paplitęs metalinis elementas žemės plutoje, o spalvotasis metalas yra antras po plieno pagal našumą ir suvartojimą, jo tankis yra tik 2,7 g/cm, o tai sudaro apie 1/3 plieno. Kadangi grynas aliuminis yra minkštesnis ir mažo stiprumo, į aliuminį įdedant nedidelį kiekį elementų (pvz., magnio, vario, cinko, silicio, ličio ir kt.), gaunami geresni aliuminio lydiniai.
Kadangi aliuminio lydinys pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai, jis yra plačiausiai pramonėje naudojama spalvotųjų metalų konstrukcinių medžiagų klasė, plačiai naudojama statybų, aviacijos, automobilių, mašinų gamybos, laivų statybos ir chemijos pramonėje. Karinėje pramonėje naudojami aliuminio lydiniai daugiausia yra aliuminio ir ličio lydiniai, 2XXX (A1-Cu-Mg) serijos ir 7XXX serijos aliuminio lydiniai.
Pramoninė grandinė: iki aukščiausios klasės aliuminio kūrimo
Aliuminio pramonės grandinės viršuje yra metalo kasybos ir lydymo pramonė, kurią daugiausia sudaro trys grandys: boksito kasyba, aliuminio oksido rafinavimas ir elektrolitinė aliuminio gamyba. Apdorojus elektrolitinį aliuminį (daugiausia liejant ir valcuojant), gaunami aliuminio lydinio liejiniai, aliuminio juostelės ir aliuminio profiliai. Pramonės grandinės paskesnės įmonės, perkant aliuminio apdirbimo medžiagas, plačiai naudojamos statybose, automobiliuose, aviacijos, laivų, pakavimo ir kitose srityse.
Konkurencijos modelis: žemos klasės homogenizacija, aukščiausios klasės priklausomybė nuo importo
Vidaus aliuminio perdirbimo įmonių įrangos lygis rodo dviejų lygių diferenciacijos reiškinį, o žemos klasės gaminių pajėgumai yra dideli, tačiau aukščiausios klasės aliuminis vis tiek turi priklausyti nuo importo. Šiuo metu vidaus aliuminio perdirbimo pramonės status quo yra ta, kad įmonių yra daug, daugiau nei 1500, tačiau dydis nevienodas, gamybos pajėgumai siekia daugiau nei 200,000 tonų apie 25, aliuminio oksido. , pirminio aliuminio gamyba Kinijoje sudaro daugiau nei pusę proporcijos.
Pasaulyje pagrindiniai aliuminio gamintojai civilinei aviacijai yra Amerikos aliuminio kompanija (Alcoa), Aleris Aluminium Company (Aleris), Kaiser Aluminium and Chemical Company (Kaiser) ir Canadian Aluminium Group (Alcan). Technologinis atotrūkis tarp šių įmonių Kinijoje ir užsienyje vis dar didelis, ypač lydinių tyrimų ir plėtros bei pagrindinių teorinių tyrimų srityse.
