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2020-12-26     高温合金广泛应用于化工、发电、航空航天、原子反应堆等领域。然而，社会的进步对高温合金提出了更高、永无止境的要求。
人们现在关心的是，经过40多年的不断进步，高温合金中的“手机”镍基合金是否已经接近其使用极限。基镍的熔点仅为l453℃。
我们是继续挖掘它的潜力，还是寻求其他材料来取代它？目前，很难令人满意地回答这些问题。
     虽然Nb基、Al基和W基高温合金的耐热温度高于Ni基高温合金，但由于资源储存和制造工艺的问题，很难取代Ni基高温合金。
      高温陶瓷材料的耐热温度比镍基合金高几百度。据报道，这些陶瓷材料制成的发动机已经成功运行。然而，巨大的价格差异使得陶瓷发动机至少在不久的将来很难取代高温合金。
因此，镍基高温合金作为发动机心脏的地位在不久的将来不会动摇。随着表面处理技术和冷却技术的采用和改进，高温合金的使用温度有望得到进一步提高，这将伴随着航天事业的发展向更高、更远的方向发展。
形状记忆合金是一种具有特殊记忆功能的金属材料。这种材料经过一定的塑性变形后，在一定条件下能自动恢复其原来的形状。具有这种性能的金属材料统称为形状记忆合金。
这种金属材料已应用于航天天线、管接头、医药等领域，发展势头也十分喜人。

       

2016-09-08据新华社电，6日，中国空军运-20飞机授装接装仪式在空军航空兵某部举行，中央军委副主席许其亮出席仪式。空军新闻发言人申进科表示，我国自主发展的运-20飞机正式列装空军航空兵部队，标志着空军战略投送能力迈出关键性一步。中投证券认为，运-20是中航飞机[-0.31% 资金 研报](000768,股吧)拳头产品，新型飞机服役将带动上游航材需求，高温合金、钛材和航空锻件需求有望提升。

运-20飞机是空军战略性、标志性、引领性装备，是我国自行研制的一种200吨级大型、多用途运输机，可在复杂气象条件下，执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。该机的顺利研制并正式列装部队，实现了空中战略投送装备自主发展重大突破，标志着我国航空设计制造能力迈上新台阶，对推进我国经济和国防现代化建设，提高空军战略投送能力具有重要意义。

中投证券研报显示，运-20从开始研制到交付仅仅用了8年，表明我国航空工业的巨大进步。运-20等新型飞机研制成功将拉动上游材料需求，有望改善相关供应商整体盈利水平。其中，高温合金和钛材有望率先受益。

另外，我国发动机项目也在抓紧研制中，对材料需求构成支撑。从最新动态来看，7月4日至5日，工信部在上海组织召开大型客机发动机验证机项目初步设计评审暨转入详细设计阶段会议。工信部副部长辛国斌表示，要把握机遇，充分认识我国航空发动机发展的战略意义，积极推动验证机研制各项工作，全面完成详细设计阶段任务。另外，北京市工商局企业信用信息公示系统显示，中国航空发动机集团有限公司已于5月31日成立，注册资本500亿元。

航空发动机项目的快速推进和下游需求增长，为高温合金材料带来巨大需求。据券商研报介绍，高温合金占发动机总重量的40%-60%，航空发动机推重比的提高，70%以上的贡献来自材料技术。目前来看，全球范围内能够生产航空航天用高温合金的企业不超过50家，整个行业具有较为明显的寡头特征。对于涉及航天航空应用领域的高温合金钢产品，发达国家均对外进行严密管控。

为提升高温合金材料技术，工信部发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》 ，明确要求突破高温合金等材料技术。随着海空军装备建设提速，以及民用航空市场需求增长，我国发动机及燃气轮机需求规模将超万亿，高温合金需求有望超过2000亿元。券商研报认为，万泽股份[0.00% 资金 研报](000534,股吧)通过引入核心技术团队，战略转型高温合金领域，在高温合金母合金技术研发方面已成功熔炼近300 炉，建立了超高纯度高温合金熔炼核心技术体系。钢研高纳[-0.68% 资金 研报](300034,股吧)主要从事航空航天材料中高温合金材料的研发、生产和销售，具有国内几乎所有牌号高温合金生产的技术和能力。

2018-12-24高温合金是最难加工的材料之一，假如45#钢的加工性为100%，则高温合金的相对加工性仅为5%～20%，其切削加工的特点有：①切削力大，是普通钢材的2～4倍。高温合金含有很多高熔点金属元素，构成组织结构致密的奥氏体固溶体，合金的塑性好，原子结构十分稳定，需要很大能量才能使原子脱离平衡位置，因而变形抗力大。②切削温度高，最高可达1000℃左右。高温合金导热系数小，仅为45#钢的1/4～1/3，刀具与工件间摩擦强烈而导热性差，故切削温度高。③加工硬化严重，表面硬度比基体硬度高50%～100%。④塑性变形大，在室温下的延伸率可达30%～50%。⑤刀具易磨损，常见的有扩散磨损、边界磨损、刀尖塑性变形、月牙洼磨损及积屑瘤。由于这些特点，切削高温合金的刀具材料应具有高的强度、高的红硬性、良好的耐磨性和韧性、高的导热性和抗粘接能力等。 

高速钢刀具材料是较早用于加工高温合金的刀具材料，现在由于加工效率等原因正被像硬质合金这样的刀具材料所替换。但在一些成形刀具以及工艺系统刚性差的条件下，采用高速钢刀具材料加工高温合金还是很好的选择。另一方面，加工效率是一种综合的评判，高速钢刀具切削速度低，在某些特定条件下其损失的效率可以通过采用大的切削深度来弥补，由于高速钢刀具材料有更高的强度和韧性，且刃口可以更锋利，产生的切削热更低，加工硬化现象更轻。

2018-08-22银钨合金硬度高，抗电弧侵蚀、抗黏着和抗熔焊的能力强。用粉末冶金法制造。用作低压功率开关、起重用开关，火车头用开关、大电流开关的预接点，以及重负荷的继电器、空气断路器等。加钴可改善银对钨的润湿性，降低接触电阻。银钨合金不同银钨有不同的属性，而且还具有熔点高，硬度高的特点，以及良好的耐电弧侵蚀，焊接性能，低材料转移。银钨的******特点是其对大电流电弧的强烈抵制。
钨银合金的应用与钨铜合金也比较相近，钨银合金曾作为固体火箭的喷管喉衬。在电器开关上，钨银合金更多用于较低电压的断路器、自动开关、接触器等要求抗氧化性好，导电导热性更高，触头尺寸较小，开闭操作频繁的场合。
各大矿山企业等购进的设备，轴套或瓦到了使用寿命时，由于国外厂家连易损件的图纸都不提供，更谈不到告知是什么材质和工艺方法，即使知道材质也生产不出来 。只得到生产厂去采购，价格相当高，但也没办法，只得花高价去买。
银和钨无论在液态还是固态都不能互溶。制备银钨合金只能采用粉末冶金法做成烧结材料，也可以用挤压法。材料的特点是硬度高，抗电弧侵蚀、抗黏着和抗熔焊的能力强。用粉末冶金法制造。大于60%钨的合金多采用浸透法生产。用作低压功率开关、起重用开关，火车头用开关、大电流开关的预接点，以及重负荷的继电器、空气断路器等。加钴可改善银对钨的润湿性，降低接触电阻。

2016-12-09     航空航天飞行器常用的变形高温合金主要有GH3030、GH3044、GH3128、GH3170(GH170)、GH3181、GH4199(GH99)、GH4202、GH586等，这些合金虽然具有良好的综合性能，但是在1100℃时强度都不超过90MPa，限制了其部分应用。1984年，美国Haynes国际工业公司开发了一种可在1100℃ 使用的固溶强化型镍基变形高温合金Haynes230。它是一种综合性能优良的Ni-Cr-W系高温合金，名义成分为Ni-22Cr-14W-0.5Mn-0.4Si-0.02La，合金中加入了大量的W、Cr等难熔合金化元素以提高基体的强度，同时添加少量的C以形成碳化物来阻碍晶粒长大和强化晶界。该合金在1100℃的高温强度可达135MPa、延伸率可达85%，但目前国内获得的商业级Haynes230合金在1100℃的高温强度仅为90MPa左右，与国内合金水平相当。
　　2005年以来，研究人员以1100℃用高温合金为目标，避开γ′相沉淀强化型镍基高温合金的变形抗力大、热加工性能差及在高温(﹥0.6T熔)下γ′相的溶解失效问题，结合成分设计理论、合金元素作用原理、成分计算及试验分析工作，设计开发了一种固溶强化型镍基合金Ni-20Cr-18W-Mo(以下简称试验合金)。科研人员以该合金为研究对象，对其综合性能进行了实样检测，通过检测结果系统地分析合金性能特点，为合金应用奠定基础。
　　采用真空感应熔炼+真空白耗电极电弧熔炼双联工艺制备试验合金母合金，得到50kg的Φ100mm铸锭，表面见光后从铸锭顶部半径的1/2处取样进行ICP化学成分分析，得到试验合金主要成分为Cr2O.34%、w18.O3%、Mo1.21%、A10.43%、C0.08%、Ni余量。为了减少合金的偏析程度，对铸锭进行1200℃×24h均匀化处理。处理后铸锭加热到1250℃开坯锻造成25mm厚锻件，合金锻造变形量6O%;锻件截取一半热轧成5mm厚板材;剩余锻件及板材在1270℃真空固溶处理保温2h后水淬，线切割试样。试验结果如下：
　　(1)Ni-20Cr-18W-Mo合金在高温条件下的热物特性(如热膨胀系数)优于Haynes230等合金。
　　(2)Ni-20Cr-18W-Mo合金具有较优异的高温强度及塑性，1100℃时抗拉强度/延伸率可达到131MPa/66.2%，优于商业级Haynes230合金的强度，与Haynes230公布的最高强度基本相当。
　　(3)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃的氧化速率为0.064g/(m2·h)，为完全抗氧化级。
　　(4)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃、3OMPa条件下初始蠕变阶段和加速蠕变阶段持续时间较长，而稳态蠕变阶段持续时间较短，说明合金高温变形的加工硬化时间和回复软化时间较长。
　　(5)试验合金的性能与现有合金相比具有一定优势，但必须注意到目前该合金的相关检测数据都是在铸锭质量及尺寸相对较小的情况下测得的，对于更

2018-09-30变形高温合金属于复杂合金化材料，这些材料的合金化程度决定着材料的热强性和可锻性。由于合金的设计要求高温合金具有抗高温变形的能力，所以这类合金锻造变形困难、塑性低、变形抗力大是理所当然的。较高的脱溶合金元素含量（40%～50%），使合金具有多相组织，并且再结晶温度高，在高温下加工硬化严重，从而降低了工艺塑性，增大了变形抗力。硫、铅、锡等杂质使合金间结合力及晶界强度严重下降，对合金的高温塑性有特别明显的影响。含钛和铝的铁基合金可能造成氮化物和碳化物偏析，它们可在锻棒中形成条状夹杂，从而影响合金的可锻性。镍基合金中的氮化物和氧化物也起着破坏合金可锻性的作用。通过真空熔炼可以有效减少合金中的氧、氮及其他杂质的含量，消除或减轻合金中的偏析，显著提高合金的可锻性。 图2是合金结构钢、铁基合金GH2036和镍基合金GH4037的塑性曲线。表7为铁基和镍基高温合金在不同设备上锻造时的允许变形程度。由图2和表7可以看出，铁基高温合金的工艺塑性比镍基高温合金的工艺塑性高。在高温下冲击变形时，设备每次行程的允许变形量，对铁基合金为60%～65%，对镍基合金为40%～50%。而合金结构钢产生80%以上变形仍不出现脆性。在高速锤上进行模锻时，铁基合金的塑性（允许变形程度）有所增加，而镍基合金的塑性则停留在原来的水平上，其原因是坯料在变形过程中因热效应而温升。为了提高合金的高温塑性和锻件质量，建议用热挤锻法或带反力的闭式模模锻高温合金。

2021-05-19镍的冶炼工艺
 　　镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿，两者的选矿和冶炼工艺完全不同：根据硫化铜镍矿矿石级别选用不同选石方法，再进行冶炼；氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。具体选矿加工内容下面将详细介绍。
 　　硫化铜镍
 　　选石方法
 　　硫化铜镍矿石的选矿方法，最主要的是浮选，而磁选和重选通常为辅助选矿方法。浮选硫化铜镍矿石时，常采用浮选硫化铜矿物的捕收剂和起泡剂。确定浮选流程的一个基本原则是，宁可使铜进入镍精矿，而尽可能避免镍进入铜精矿。因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失大，而镍精矿中的铜可以得到较完全的回收。铜镍矿石浮选具有下列四种基本流程。
 　　1）直接用优先浮选或部分优先浮选流程：当矿石中含铜比含镍高得多时，可采用这种流程，把铜选成单独精矿。该流程的优点是，可直接获得含镍较低的铜精矿。
 　　2）混合浮选流程：用于选别含铜低于镍的矿石，所得铜镍混合精矿直接冶炼成高冰镍。
 　　3）混合—优选浮选流程：从矿石中混合浮选铜镍，再从混合精矿中分选出含低镍的铜精矿和含铜的镍精矿。该镍精矿经冶炼后，获得高冰镍，对高冰镍再进行浮选分离。
 　　4）混合—优先浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍：当矿石中各种镍矿物的可浮性有很大差异时，铜镍混合浮选后，再从其尾矿中进一步回收可浮性差的含镍矿物。
 　　硫化镍矿冶炼
 　　工艺流程选择根据原料类型、成分和对产品的要求而定。硫化矿大部分采用造锍熔炼，即将各种硫化镍矿采用不同的火法冶金工艺炼成低镍锍，再将低镍锍用转炉吹炼成高镍锍，即硫化镍和硫化铜的合金。高镍锍再经镍精炼厂的不同精炼方法生产出不同的镍产品。
 　　火法冶炼
 　　硫化镍矿也可采用湿法冶炼，但只有个别工厂采用。
 　　氧化镍矿
 　　氧化镍矿多采用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩。由于氧化镍矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中，且粒度很细，因此不能用机械选矿方法予以富集，只能直接冶炼。
 　　氧化镍矿冶炼简介
 　　氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。前者又可分为造硫熔炼、镍铁法和粒铁法；后者又有还原焙烧-常压氨浸法、高压酸浸法等。
 　　氧化镍矿在我国不居重要地位，只有云南墨江金厂、元江安定地区有一定的储量。经设计，该矿采用造硫熔炼(还原焙烧)较氨浸法好。但总的来看，该矿矿石品位低，镁高(MgO 15%～30%)难熔，燃料耗量大，运输有困难，当前难以提上建设日程。
 　　由于地球上硫化镍矿资源量较少，因此氧化镍矿(红土镍矿)提取镍金属逐步成为世界提取镍金属的主流。红土镍矿的主要提取工艺主要有两种：湿法冶炼和火法冶炼。
 　　湿法冶炼
 　　湿法冶炼的冶炼工艺又可分为氨浸工艺、高压酸浸工艺、还原焙烧-酸浸工艺和硫酸化焙烧-水浸工艺。其中氨浸工艺只适合处理表层的红土矿，不适合处理含铜和含钴高的氧化镍矿。高压酸浸工艺适合于处理低镁(铝)高铁类型的红土镍矿-褐铁矿型(70%的红土矿都属于褐铁矿型)。
 　　湿法冶炼优点：能耗低，污染少，质优，工艺发展历史悠久，起源于20世纪70年代，无论是常压还是加压酸浸，目前技术都比较成熟，国内外均有多条成熟的生产线，随着近年来环保力度的加大和一些原镍出口国出口限制，我国逐渐减少了直接冶炼红土镍矿，转而冶炼经过初加工的镍中间产品来生产镍铁和电解镍，由此促进了镍湿法冶炼中间产品的进口。湿法冶炼的发展优势更加明显。它的不足则是工艺投资大，周期长，工艺复杂，成本较高而售价较高，市场竞争能力弱，但这种状态一时尚难以改变。
 　　火法冶炼
 　　火法冶炼的冶炼工艺可分为还原熔炼镍铁工艺和还原硫化熔炼镍锍工艺两种。火法冶炼适合处理硅镁镍类型矿(即矿床下部硅、镁的含量比较高、铁含量较低、钴含量也较低的矿石)。其中用的最多的是还原熔炼镍铁工艺。
 　　火法冶炼根据还原熔炼设备又可分为电熔炉熔炼和鼓风炉熔炼两种，较大生产规模的工厂大都采用电炉熔炼，小厂则采用鼓风炉熔炼。电炉熔炼适合处理各种类型的氧化镍矿，依据原料的供应情况、矿石的贮量等决定，生产规模可大可小，对入炉炉料的粒度也没有严格的要求，粉料以及较大块料都可直接处理，但缺点是耗能太大。鼓风炉熔炼生产镍铁的有点是投资小，能耗较低，适合规模小、电力供应困难以及含镍较低的红土矿去，其缺点是对矿石适应性差，对镁含量有较严格的要求，另外不能处理粉矿，对入炉炉料也有严格的要求。
 　　总体来看，火法工艺火法工艺能耗高，金属综合回收效果差，成本与湿法冶炼成本相当，属于传统的处理方法。
 　　通过对湿法冶炼和火法冶炼的优点和不足分析可知，由于湿法工艺耗能少，污染少，质量优，两种工艺目前成本相当，湿法工艺的优越性和发展趋势逐渐凸显，那么湿法冶炼自然更受重视，对其技术的投入一定大于火法冶炼，随着湿法冶炼技术、设备的进步和规模的扩大，逐渐湿法工艺的成本将逐渐低于火法工艺。两种方法比较技术和经济上都占有优势，因此在未来几年新建的红土镍矿项目中，湿法冶炼比例会大于火法冶炼，湿法冶炼发展前景较为乐观。
 　　即便湿法冶炼有着很多优势，但目前来看，其冶炼技术也存在很多问题，如一次性设备投入，只适合处理含镁低的褐铁型矿石，且对矿石品位有要求，同液废料多，污染环境等等。这些难题一直限制着该工艺的发展，人们在完善加压酸浸技术的同时也在不断地开发新的红土镍矿湿法流程，如常压浸出，生物浸出等技术，近年来，这些新的流程备受关注，与加压酸浸工艺相比，他们具有以下优点：
 　　1、常压浸出、生物浸出技术能处理含镁比较高的红土镍矿，都适合处理低品位的矿石。
 　　2、常压浸出、生物浸出可以在常温常压的条件下进行，对设备要求低、工艺简单、操作方便，因而投资少，生产成本低。
 　　3、加压酸浸法固液废料多，污染环境。而新的流程如生物浸出不会产生SO2气体，产生的固液废弃物也能为环境所接受，十分环保。
 　　但是这些新流程还不成熟，还存在一些技术难题，如常压浸出中浸出液分离困难，生物浸出也存在有机酸不能循环的问题，且从目前的报道可知，常压和生物浸出技术处理红土镍矿时镍、钴的浸出率一般都低于加压酸浸。虽然存在的难题多，但相信通过技术不断的改进，终将会被解决，常压浸出和生物浸出一定会有很好的发展前景。
　　镍的制法
　　电解法：将富集的硫化物矿焙烧成氧化物，用炭还原成粗镍，再经电解得纯金属镍。
  　羰基化法：将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍，加热后分解，又得纯度很高的金属镍。
　　氢气还原法：用氢气还原氧化镍，可得金属镍。

2018-04-18刀具技术方面的更新：刀具产品技术看，硬质合金刀具逐渐取代高速钢刀具，特别是圆形刀具。涂层刀具的应用越来越普遍，在欧洲，高速加工用新型刀具市场占有量不断增长。厂商方面的动态。从刀具制造商合作方式来看，在高新领域市场将出现很多大公司强强联合。

2017-04-13HiperCo27的典型化学成分
C:0.01%, Mn:0.25%, Si:0.25%, Cr:0.60%, Ni:0.60%, Co:27%, Fe:余量
Hiperco27铁钴钒软磁合金物理性能
密  度：7.95 g/cm3
电阻率：190u Ω·mm
居里温度：925℃
饱和密度：2.36T
弹性模量：166 GPa
HiperCo27磁性能：（略）
加工
HiperCo27铁钴钒软磁合金可加工成各类元器件，加工性能良好。
焊接
HiperCo27铁钴钒软磁合金焊接性能较差
 
应用领域
*高性能扬声器
*航空、航天零部件
*电机转子、电磁铁极头、继电器、换能器等
*磁轴承
品种规格
棒材、带材、锻件、半成品协商供应
交货状态
HiperCo27铁钴钒软磁合金不经热处理交货
技术标准
ASTM A801 Standard Specification for Wrought Iron-Cobalt High Magnetic Saturation Alloys (UNS R30005 and K92650)
锻制铁钴高饱和磁感应强度合金规范

2018-05-05 高温合金加入与基体金属原子尺寸不同的元素(铬、钨、钼等)引起基体金属点阵的畸变，加入能降低合金基体堆垛层错能的元素（如钴）和加入能减缓基体元素扩散速率的元素（钨、钼等），以强化基体。
  在高温下，合金的晶界是薄弱环节，加入微量的硼、锆和稀土元素可改善晶界强度。这是因为稀土元素能净化晶界，硼、锆原子能填充晶界空位，降低蠕变过程中晶界扩散速率，抑制晶界碳化物的集聚和促进晶界第二相球化。
  另外，铸造合金中加适量的铪，也能改善晶界的强度和塑性。还可通过热处理在晶界形成链状分布的碳化物或造成弯曲晶界，提高塑性和强度。通过粉末冶金方法，在合金中加入高温下仍保持稳定的细小氧化物，呈弥散分布状态，从而获得显着的强化效应。通常加入的氧化物有ThO2和Y2O3等。这些氧化物是通过阻碍位错运动和稳定位错亚结构等因素而使合金得到强化的。