…Что может сильно изменить ситуацию на мировом рынке титана, где крупнейшим игроком является Россия. И одновременно серьёзно расширить круг отраслей, использующих этот лёгкий, но прочный металл.

Титан используется давно, но его применение, увы, всегда ограничивалось ценой. Помните, как всё начиналось? Советский «Восток», американский «Меркурий»… Однако нынешние шесть долларов за килограмм далеко не чистого металла (при менее чем долларе у стали и около двух долларов у алюминиевых сплавов) ситуацию не улучшают.

Да, титан очень устойчив к коррозии, что позволяет применять его где угодно, начиная с зубных протезов и заканчивая корпусами подводных лодок. Да, он очень прочен. Но его получение исключительно энергоёмко, и, по сути, главным клиентом этого материала является самолётостроение — с его страстью ко всему прочному, но лёгкому.

На один только Boeing-777 уходит 59 т титана. Более того, в силу его твёрдости и сложности обработки на 1 кг веса конечного продукта приходится потратить 11 кг собственно металла.

Рис. 1. GM Firebird II: первый седан с дисковыми тормозами на всё колёса, независимой подвеской и даже первой в мире связью «авто — дорога», с обменом данными с поддорожным кабелем. Ну и титановый кузов, конечно, тоже первый в мире. Всё это было ещё в 1956 году, однако запретительная цена металла пока не позволяет запустить нечто подобное в производство. (Фото J. Wechselberger.

В итоге цена материала (и изделий из него) такова, что США и страны ЕС вынуждены закупать титан в России (корпорация «ВСМПО-АВИСМА» обеспечивает 40% металла для Boeing, 60% — для Airbus, 100% — для Embraer). Нельзя сказать, что это кому-то нравится (за пределами «ВСМПО-АВИСМА»): титан не нефть, а strategic metal, как его определяют исследователи из Западного резервного университета (США).

И они правы: вопрос не только в титановых шасси, но и в использовании этого металла в двигателях и космических кораблях. Ситуация, когда в те же Штаты ключевой металл как раз тех марок, что применяются также в производстве военной техники, поставляется из-за рубежа, выглядит двусмысленно.

Понятно, что от такой зависимости все хотят избавиться, от того попыткам удешевить производство титана и сделать его менее энергоёмким не счесть числа.

Однако новый метод, разработку которого финансирует Министерство энергетики США, выглядит солидно даже на этом фоне.

«В случае нашего успеха цены на титан упадут на 60%», — заявляет Рохан Аколькар (Rohan Akolkar), ведущий исследователь проекта.

Учёные отрабатывают прямое извлечение титана электролизом из расплавленных солей титана при помощи специализированного электрохимического реактора, демонстрационная версия которого сейчас строится в Западном резервном университете. Увы, подробные технические детали нового метода по очевидным причинам не приводятся.

«Значительная часть стоимости получения титана посредством обычных (не электролитических) методов приходится на обработку расходуемого восстанавливающего агента, обычно — магния. В нашем прямом электролитическом процессе магний не нужен, — подчёркивает г-н Аколькар. — Это уменьшает стоимость, снижает потребление энергии и упрощает весь процесс».

Заметим, что магний и сам по себе весьма дорог и энергоёмок. По некоторым оценкам, до половины стоимости исходного титанового полуфабриката приходится на магний, и его устранение из техпроцесса, несомненно, снизит цены на конечные изделия.

Важно и то, что титан, получаемый по новому процессу, должен быть чище обычного, а потому содержать меньше дефектов. Иначе говоря, его механические параметры будут более высокими.

Впрочем, на заявленные 60% снизится лишь сама стоимость металла, в то время как цена конечного изделия складывается из множества факторов (сложность и длительность обработки и пр.). Для справки: в готовых титановых дужках для очков и прочем всего 30% цены проходится на металл, а ещё 70% — на его обработку, в коей 90% исходного металла теряются. То есть массового производства автомобилей на титановый основе ждать всё-таки не стоит. В то же время цены на титановом рынке могу уменьшить издержки в авиаиндустрии, равно как и в двигателестроении.

Наконец, при заметном снижении цен обратить взоры на титан могут производители электромобилей и некоторых гибридов. Tesla Model S и ей подобные и так сделаны из алюминиевых сплавов, ведь стоимость материала для электромобилей, с их ограниченным запасом энергии на борту, намного менее важна, чем вес, который и алюминий, и тем более титановые сплавы позволяют радикально сбросить. Низкая восприимчивость последних к коррозии и высоким температурам тоже способны привлечь автоотрасль, в последнее время развивающуюся очень быстрыми темпами.

Рис. 2. Зато самолёты, от рекордного SR-71 до современного F-22, интенсивно используют этот металл, заметно прибавляя из-за этого в цене. (Фото Wikimedia Commons).

И последнее: создаваемый техпроцесс, полагают его авторы, способен значительно повысить собственное производство титана в США, которое для этой страны прямо связано с вопросами безопасности. В перспективе возможно и снижение зависимости от импорта из России.