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当前位置:首页 > 新闻信息 > 公司新闻 > 高端装备制造关键材料 遥看高温合金两千亿市场空间

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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2017-02-14

     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。海空军装备建设提速,民用航空市场需求更为庞大,舰船、发电等燃气轮机国产化是大势所趋,预计未来20年我国发动机及燃气轮机需求规模超万亿,将带来超过2000亿元的高温合金需求。

  全球高温合金产业发展现状 寡头特征明显

  2012年,全球高温合金消费量为28万吨,占钢铁总消费量的0.02%,市场规模达100亿美元。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,主要集中在美、英、法、德、俄、日等国,整个行业具有较为明显的寡头特征。在涉及航天航空应用领域的高温合金钢产品,发达国家均视其为战略军事物资,对外进行严密管控。

  美国在高温合金研发以及应用方面一直处于************地位,年产量约为5万吨,其中近60%用于民用领域。美国有多家独立的高温合金公司,包括能够生产航空发动机所用高温合金的公司有通用电气公司(GE),普特拉-惠特尼公司(PW),以及其他能生产特钢和高温合金的公司如汉因斯-斯泰特公司(HaynesStel-liteCompany),佳能-穆斯克贡公司(Cannon-MuskegonCorporation),因科国际公司(IncoInternationalInC),特殊金属公司(SpecialMetalInC)和卡彭特公司(Carpenter)等。

  欧盟国家中英、德、法是世界上主要的高温合金生产和研发代表。英国是世界上最早研究和开发高温合金的国家之一。英国的铸造合金技术************,代表性的是国际镍公司(MondNickelcompany)的Nimocast合金,后该国的飞机发动机制造商罗罗控股公司(Rolls-Royceplc)又研制了定向凝固和单晶合金SRR99、SRR2000和SRR2060等,主要用于航空发动机制造。

  日本在镍基单晶高温合金、镍基超塑性高温合金和氧化物晶粒弥散强化高温合金方面取得较大的成功。近年来则致力于开发新型耐高温合金,并成功开发出在1200℃高温下依然能保持足够强度的新合金。日本主要的高温合金生产企业是IHIcorporation,JFE、新日铁和神户制钢公司。但是近年来,日本所有钢企的整体营业利润不容乐观,公司整体业绩呈下滑趋势,但是生产航天航空领域所需要的钢材是营业利润主要来源之一,用以弥补其他业务收入的损失。

  我国高温合金产业供不应求局面未发生明显变化

  我国2009年高温合金材料年生产量约1万吨左右,每年需求达2万吨以上。近年来需求端不断提升,供不应求的局面未发生明显变化。

  国内从事高温合金材料生产的企业数量有限,分为生产基地和研发基地两大类。生产方面主要形成了以抚顺特钢、上钢五厂、长钢三厂和齐齐哈尔等特钢厂等

  为主体的变形高温合金生产基地、以航空发动机制造公司精密铸造厂为主体的铸造高温合金生产基地和以钢铁研究总院、北京航材院和沈阳金属所等科研院所为主体的高端高温合金材料的生产研发基地等三大基地。我国目前航空和其他工业部门使用的各种一般高温合金均可在国内生产供应。

  国家对高温合金产业高度重视,2010年国家最高科学技术奖颁发给我国高温合金之父、中国科学院金属研究所所长师昌绪院士。在经济转型升级的背景下,《国家“十二五”科学和技术发展规划》将新材料列为七大战略新兴产业之一,一系列重大政策出台为高温合金产业发展提供了有力的支持。

  我国军用航空发动机产业将迎来庞大市场

  2014年中国国防预算8082.3亿元,同比增长12.2%,增速高于2013年,过去20年保持两位数以上的复合增速,军费稳定高速增长为军备建设提供了有力支撑。然而,就军费占GDP的比重来看,近20年中国军费占GDP比重始终保持在1%-1.5%之间,即使以斯德哥尔摩国际和平研究所的统计数据,中国军费历年来占GDP的比重仍不到2%,低于英、法、印度的2%-3%,更远低于美、俄的4%-5%,因此我们认为,我国军费仍有巨大的增长空间,预计未来10年我国的国防开支将保持12%左右的年均增速。

  我们认为,2014年美国重返亚太战略继续深化、周边岛屿纷争、朝核危机、克里米亚危机等因素使得我国面临的外部战略压力进一步增大。军事实力尤其是海空军装备水平相对落后导致我国在处理上

  述危机问题时受到制约,马航事件从另一个侧面折射出这一问题,今年4月习近平视察空军机关时谈马航事件,也言及马航失联令人痛心,强调要加快建设空天一体的强大空军。我国国家安全委员会的设立等一系列举措体现我国维护国家安全的决心。随我国安全战略向外扩展,航母、大型运输机、预警机、先进战斗机等的海空军武器装备建设已进入快速装备通道。

  我们预计,未来20年中国各类战机采购需求在约2900架,对航空发动

 

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2018-11-19     人们现在关心的是,高温合金中的“大哥大”镍基合金在经历了40多年的不断进步之后,是否已经接近其使用极限?毕竞,基体镍的熔点也只有l453℃。

高温合金材料在化工、发电、航空及航天、原子反应堆等许多领域都得到日益广泛的应用,其使用温度也在逐年提高。然而,社会的进步为高温合金提出更高的永无止境的要求。


我们是继续挖掘其潜力,还是寻求别的材料来代替它?目前还难以圆满地回答这些疑问。
虽然铌基、铝基、钨基等高温合金的耐热温度高于镍基高温合金,但由于资源贮量及制造工艺等方面存在的问题使它们难以全面替代镍基合金。
高温陶瓷材料的耐热温度高于镍基合金几百度,用它们制作陶瓷发动机已有成功运行的报道,但目前价格上的巨大差异也使陶瓷发动机至少在近期难以取代高温合金。
因此,近期内镍基高温合金作为发动机心脏的地位是不会动摇的。随着表面处理技术及冷却技术的采用和完善,高温合金的使用温度有望进一步提高,使之伴随着航空及航天飞机向更高、更远的目标前进。
形状记忆合金是一种具有特殊记忆功能的金属材料,这类材料在经历一定塑性变形后,能在一定条件下自动恢复其原来形状,具有这样性质的金属材料统称为形状记忆合金。
这类金属材料己在太空天线、管道接头、医学等方面获得了应用,并且发展的势头也十分喜人。

2020-03-04超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,首先在化学成分上与普通不锈钢不同,是指含高镍,高铬,高钼的一种高合金不锈钢。依据不锈钢资料的显微组织特性,超级不锈钢分为超级铁素体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢和超级双相不锈钢等几个类型。

  超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,它和普通不锈钢的区别超级奥氏体不锈钢在普通奥氏体不锈钢的根底上,经过进步合金的纯度,进步有益元素的数量,降低C含量,避免析出Cr23C6形成晶间腐蚀,取得良好的力学性能、工艺性能和耐部分腐蚀性能,并替代了Ti稳定化不锈钢。

 

  超级铁素体不锈钢继承了普通铁素体不锈钢强度高、抗氧化性好、抗应力腐蚀优秀等特性,同时改善了铁素体不锈钢的延性-脆性转变、对晶间腐蚀较敏感和焊态的低韧性等局限性。采用精炼技术,降低C和N含量,添加稳定化和焊缝金属韧化元素,可取得高Cr、Mo且超低C、N的超级铁素体不锈钢,使铁素体不锈钢在耐腐蚀、耐氯化物的点蚀和缝隙腐蚀等应用方面进入了一个新的阶段。

 

  超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,它和普通不锈钢的区别超级双相不锈钢该类钢是20世纪80年代后期开展起来的,牌号主要有SAF2507、UR52N、Zeron100等,其特性是含C量低,含有高Mo和高N,钢中铁素体相含量占40%~45%,具有优秀的耐腐蚀性能.

2017-06-28     (1)磨料。磨削高温合金时,一般的情况下采用白刚玉(wA),因为白刚玉的

  硬度比较高,磨粒不易磨钝,切削性能好。再因白刚玉的韧性较低,磨削时磨粒容易破裂而形成新的切削刃,故刃口较为锋利,可以减小磨削力和磨削热。磨削高温合金比较好的磨料,是单品刚玉(SA)。这种磨料每个颗粒都是单晶体,颗粒均匀,锋利多棱,它有大量的晶面,具有许多切削刃,在磨削过程中不易破碎,切削能力强,适合于磨削高温合金。还有镨钕刚玉(NA),这种磨料的硬度较高,脆性稍高于白刚玉,在磨削过程中自锐性好,有利于形成锋利的切削刃,磨削高温合金(GH37、GH2132、K5、K3、K12)时,都有良好的效果。用它和单晶刚玉磨削高温合金内孔较好。最好磨削高温合金的磨料是立方氮化硼(CBN)。用立方氮化硼砂轮,可以解决用普通磨料磨削高温合金磨削比低的难题。用立方氮化硼砂轮磨削GH4169高温合金时的磨削比约为35,是单晶刚玉和白刚玉砂轮的(17~35)倍。

  (2)粒度。对磨削表面粗糙度要求一般时,采用46#粒度的砂轮。对工件表面粗糙度要求更低时,先用46#粒度的砂轮磨至Ra(0.8~O.4)μm后,再用60#~80#粒度的砂轮磨。与磨外圆相比,磨内孔、端面、薄壁件时,应选用较粗粒度的砂轮。

  (3)硬度。磨削高温合金的砂轮硬度应比磨削碳钢砂轮硬度低,以使砂轮易脱落获得自锐性。一般选用砂轮硬度为J~N。中软的K、L为常用。在粗磨时选用稍硬的砂轮,精磨时选用较软的砂轮。在成形磨时,应选用较硬的砂轮,以保持正确的几何形状。

  (4)结合剂。由于高温合金的性能和磨削特点,要求砂轮有较好的强度,在磨削过程中能承受较大的冲击载荷,一般应选用耐蚀性、耐热性较高的陶瓷结合剂。

  (5)组织。高温合金大都属奥氏体组织,磨屑易粘附、堵塞砂轮工作表面。不但要求砂轮的硬度软一些,而且砂轮的组织应疏松,以容纳磨屑。一般应选用5~8的绢织号。

2019-08-26镍基高温合金中应用为广泛。主要原因在于,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ[ni3]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金好的抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。

高温镍基合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。

2017-03-06核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备,动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管,海水交换器和蒸发器,硫酸和盐酸环境,原油蒸馏,在海水使用设备的泵轴和螺旋桨,核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备,制造生产盐酸设备使用的泵和阀
蒙乃尔合金K500(K500、NCu30-2-1、 UNS N05500)合金除具有高强度、耐腐蚀、无磁性等优异的机械性能外,还具有蒙乃尔合金400同样的耐蚀性。能作为泵轴材料,适用于较恶劣的高硫、高蜡油层的地质开采条件下工作。由于该合金没有塑-脆转变温度,所以非常适用于各种低温设备。此合金主要用于泵轴和阀杆、输送器刮刀、油井钻环、弹性部件、阀垫等。适用于石油、化工造船、制药、电子部门。
蒙乃尔合金400(UNS N04400或MCu-28-1.5-1.8 或Ni68Cu28Fe) 是一种在海水、化学溶剂、氨硫氯、氯化氢、各种酸性介质如硫酸、氢氟酸、盐酸、磷酸、有机酸,碱性介质、盐和熔融盐中具有良好耐腐蚀性能的镍基合金材料。
蒙乃尔400合金同时具有良好的机械性能,从低温到高温广泛的使用温度,具有良好的焊接性能和中、高强度。

蒙乃尔400主要应用于化学和石油化工以及海洋开发等领域。可用来制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。
执行标准:ASTM B 164 (棒、线), ASTM B 564 (锻件),ASTM B 127(板、带), ASTM B 165 (无缝管).
蒙乃尔合金的机械性能
蒙乃尔合金没有塑-脆转变温度,所以非常适用于制造各种低温设备,焊接可提高合金的强度,但降低合金的塑性。因此,为了保持高塑性,K500蒙乃尔合金焊后需进行热处理。

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。

2018-09-06我们之前推出的特钢报告对整个特钢行业做出了全面的梳理,本篇报告则重点关注高温合金的发展现状和未来,以及下游航空航天核电和军工领域大发展对高温合金带来巨大的需求空间,我国相关的高温合金企业面临巨大的进口替代空间和行业发展空间,对相关标的维持推荐。
我国钢铁产业已经进入成熟阶段,普通大类特钢整体产量也进入峰值区间。2015上半年,中国特钢协会成员单位粗钢产量为6222万吨,同比减少2.91%。其中,普通钢同比减少4.14%,优质钢同比减少1.16%,特殊钢同比减少3.69%。特钢行业当前处于较为低效的运行状态,低端产品相对过剩,而高端产品相对不足。未来特钢行业的重点发展方向仍然是高端非标定制化产品。

高温合金作为工业皇冠上的明珠材料,是特钢领域中最为高端的产品之一。

高温合金材料最初主要应用于航空航天领域,由于其良好的耐高温,耐腐蚀等性能,逐渐被应用到电力,船舰,汽车,冶金,玻璃制造,原子能等工业领域,从而大大的拓展了应用领域。随着高温合金的发展,新型高温合金材料的出现,高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长的趋势。从全球范围而言,高温合金年消费量达到28万吨,市场空间超过100亿美元。主要应用在航空航天领域(55%),其次是能源电力领域(20%),再次是机械汽车领域(10%)。而这一需求量随着未来全球高端工业发展将会继续提升。

我国高温合金经过之前的快速发展,当前已经初具万吨左右的规模,未来随着我国国防军工航空航天等领域高端需求快速增长,高温合金面临着巨大的需求增长空间和进口替代空间。近今年来,我国大力推进的大飞机国产化和核电国产化等行业规划将会给高温合金带来巨大的需求空间。谨慎保守估计,未来20年我国每年高温合金的年平均需求量将会达到3.5万吨,需求总量将超过70万吨,其中航空发动机领域25万吨左右,燃气轮机领域12万吨左右,汽车领域21万吨左右,核电领域6万吨左右,市场空间有望继续提升。


2016-11-29     镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);为了提高蠕变强度又添加铝,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期,苏联于40年代后期,中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面:合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初,真空熔炼技术的发展,为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期,由于涡轮叶片工作温度的提高,要求合金有更高的高温强度,但是合金的强度高了,就难以变形,甚至不能变形,于是采用熔模精密铸造工艺,发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要,60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内,镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。

2016-08-31
镍基合金材料主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr,Ai等主要起抗氧化作用,其他元素有固溶强化,沉淀强化与晶界强化等作用。
在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力,由于足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力,所以常用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。
广泛使用原因有:一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ[ni3]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;
三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。
根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。

2016-06-21

     GH3128是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金,具有高的塑性,较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。合金适用于制造在950℃以下工作的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件,使用效果良好。其综合性能优于GH3044和GH3536等同类镍基固溶合金,主要产品为冷轧薄板,也可供应热轧板、棒材、锻件、丝材和管材。交货状态固溶温度为1140~1180℃,空冷。高温性能经1200℃补充固溶处理后进行检验。冷轧薄板0.8~4.0mm、热轧板4~14mm、冷拉焊丝Φ0.3~10mm。冷轧板和热轧板于固溶和酸洗;焊丝于冷拉、半硬或固溶和酸洗状态。

       丹阳市东方合金有限公司是一个集研究、开发、生产特种合金材料的高新技术企业。公司专业生产各种合金材料,如高温合金(GH4145、GH4169、GH3030、GH3128、GH2132,In718)、耐蚀合金(Incoloy800H、Incoloy825、Inconel600、Inconel625、904L)、精密合金(Ni36、4J29、1J79)。产品广泛应用于石油化工、电站脱硫、航空航天、舰船、工业阀门、通讯电子等行业,从材料性能使用******角度,为应用领域的高温、高压、腐蚀、磨损、疲劳、蠕变等环境,提供科学的解决方案和优良的产品服务。 
  公司拥有专业先进的生产设备、检测设备,配备了真空感应炉、电渣重熔炉、热处理炉,光谱分析仪、碳硫分析仪、超声波探伤仪、金相显微镜、金属拉伸试验机、高温蠕变与持久强度试验机以及锻造、轧制、穿孔、拉拔、机加工等生产设备,在产品生产到交货的过程中,通过设备和人员对各环节的精细控制,达到供货的超质超量,实现客户******化的满意。 公司通过了ISO9001、2000质量管理体系认证,公司正在申办的证书有CE、TUV、DNV、GL、BV。 
  公司以诚信为中心,以为客户提供优质产品和满意的服务为目标,以让客户满意的程度为衡量我们成功与否的最重要的标准。

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