極低溫鈦合金在航天領域應用需求大 行業發展受到我國政策推動

　　鈦合金具有密度低、熔點高、強度高、耐腐蝕、無磁性等特點，是一種重要的結構材料，下游可應用范圍廣泛。極低溫鈦合金，是可以應用在極低溫條件下的一類鈦合金。

　　按照組織形態來看，鈦合金可以分為α鈦合金、β鈦合金、α-β鈦合金三大類。其中，α鈦合金具有α型單相態，當間隙雜質元素含量極低時，可用作極低溫合金，具有良好的極低溫力學性能；α-β鈦合金的退火組織為α-β相，同樣具有良好低溫韌性。

　根據新思界產業研究中心發布的《2025-2030年中國極低溫鈦合金行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示，隨著使用溫度的降低，鈦合金的塑性、韌性下降，存在低溫脆性問題，限制了其在極低溫環境下的使用，因此極低溫鈦合金開發受到關注。極低溫鈦合金可以用來制造低溫容器，用來存儲液體燃料，例如液氫，以及飛機結構鍛件等，在極低溫條件下仍具有優良的強度、韌性、耐腐蝕性、塑性、焊接性等性能。

　　在航天領域，火箭的重要燃料之一是液氫，液氫的溫度為-253℃，其存儲容器需要采用極低溫材料；氫泵葉輪是火箭發動機的核心部件，工作在20K溫度環境中，需要采用耐極低溫、高強度、高韌性的制造材料。

　　極低溫鈦合金可用來制造火箭發動機的儲氫罐、氫泵葉輪等結構件，能夠降低火箭重量、提高發動機推重比、減少燃料消耗。為滿足載人航天、星際探測等需求，重載火箭發射量不斷提高，受此影響，極低溫鈦合金在航天產業中發展潛力大。

　　前蘇聯（俄羅斯）、美國在極低溫鈦合金開發領域起步較早，研制的代表性產品例如BT5-1、TA7 ELI、TC4 ELI等。CT20（Ti-Al-Zr-Mo系）鈦合金，是由西北有色金屬研究院開發的、我國首個具有完全知識產權的極低溫鈦合金，是一種近α型極低溫鈦合金，可以應用在20K極低溫環境下。

　　2023年2月，東北大學團隊采用微量稀土釔（Y）摻雜的Ti-3Al-3Mo-3Zr合金（wt%）進行超低溫鈦合金部件的EB-PBF增材制造，提出增材制造的柱狀晶特征魏氏組織鈦合金樣品，具有最佳的超低溫塑性和強度匹配性，相關研究成果發表于《Additive Manufacturing》。

　　新思界行業分析人士表示，我國政策仍在大力推動極低溫鈦合金開發。2024年8月，工信部關于發布國家重點研發計劃“高性能制造技術與重大裝備”等16個重點專項2024年度項目申報指南的通知中，在先進結構與復合材料板塊，提出針對航天領域液氫發動機等重大工程裝備對輕質低溫合金的迫切需求，開展高性能極低溫鈦合金研究。