高溫合金簡介與中國高溫合金行業(yè)格局
高溫合金是在 600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作的一類金屬。高溫合金區(qū)別于傳統(tǒng)金屬、合金的特點(diǎn)在于:在高溫工作環(huán)境下合金具有較高的強(qiáng)度,良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性,并在各種溫度下保持良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性等綜合性能,在西方也稱之為超合金(Superalloys)。
高溫合金材料是航空發(fā)動(dòng)機(jī)首選材料,在現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展中處于不可替代的位置,它的規(guī)模發(fā)展與否直接決定了航空裝備的發(fā)展水平。此外,高溫合金也廣泛應(yīng)用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件。
工業(yè)化發(fā)展,民用高端裝備工業(yè)對高溫合金材料的需求呈不斷上升趨勢,高溫合金的耐高溫耐磨耐腐蝕的特點(diǎn)使其在柴油機(jī)和內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓、燃?xì)廨啓C(jī)、能源動(dòng)力、石油化工、玻璃建材等民用工業(yè)中的有廣泛的應(yīng)用,民用工業(yè)的高溫合金使用量已經(jīng)提高到20%左右。
高溫合金可以根據(jù)材料成型方式、基體元素種類、合金強(qiáng)化類型等來劃分:
(1)根據(jù)材料成型方式,高溫合金可以分為變形高溫合金、鑄造高溫合金(包含普通精密鑄造合金、定向凝固合金、單晶合金等)、粉末冶金高溫合金(包含普通粉末冶金高溫合金和氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金 ODS);
(2)根據(jù)基體元素種類,高溫合金可以分為鐵基、鎳基、鈷基等;
(3)根據(jù)合金強(qiáng)化類型,高溫合金可以分為固溶強(qiáng)化型高溫合金和時(shí)效沉淀強(qiáng)化合金。
國內(nèi)高溫合金行業(yè)格局
經(jīng)過 50 多年發(fā)展,我國已經(jīng)形成了比較先進(jìn),具有一定規(guī)模的生產(chǎn)基地。我們把國內(nèi)從事高溫合金的廠家分為四類:
■ 特鋼生產(chǎn)廠:東北特殊鋼鐵接團(tuán)撫順特殊鋼公司(簡稱撫順特鋼),寶鋼股份公司特殊鋼事業(yè)部(簡稱寶鋼特鋼)和攀鋼集團(tuán)長城特殊鋼公司(簡稱攀長鋼);
■ 研究單位:鋼鐵研究總院,北京航空材料研究院,中國科學(xué)院金屬研究所,東北大學(xué),北京科技大學(xué)等。
■ 發(fā)動(dòng)機(jī)公司精密鑄件廠:中航工業(yè)旗下各航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司的精密鑄造廠:黎明、西航、黎陽、南方、貴航等。
■ 鍛件熱加工廠:西南鋁業(yè)公司,第二重型機(jī)械集團(tuán)萬航模鍛廠,中航重機(jī)股份有限公司宏遠(yuǎn)航空鍛鑄公司和安大航空鍛造公司。
目前,國內(nèi)規(guī)模較大的高溫合金生產(chǎn)企業(yè)有撫順特鋼和鋼研高納。此外,寶鋼特鋼、攀長鋼、中科院金屬所、北京航材院也具備一定的產(chǎn)能。
在航空航天產(chǎn)業(yè)中,用量最大的變型高溫合金,主要由撫順特鋼、寶鋼特鋼、攀長鋼等公司完成。特鋼企業(yè)生產(chǎn)的變型高溫合金,適用于大批量、通用性、結(jié)構(gòu)較為簡單的產(chǎn)品。
鋼研高納在上市后也擴(kuò)大了變形高溫合金產(chǎn)能,募投項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后也具備了相當(dāng)?shù)淖冃透邷睾辖甬a(chǎn)能。
目前具備鑄造高溫合金精鑄件的廠家分為兩類,一類是鋼研高納、中科院金屬所和北京航材院三家公司;另一類是黎明、西航、南方、成發(fā)等專業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)廠自行生產(chǎn)精鑄件。三家單位主要承接航天航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠對外委托的精鑄件業(yè)務(wù)。目前三家單位在鑄造高溫合金的材料制備、生產(chǎn)技術(shù)上均有各自特點(diǎn),其中鋼研高納產(chǎn)能大于其余兩家。
根據(jù)鋼研高納、撫順特鋼年報(bào)及相關(guān)公司網(wǎng)站信息,我們估算目前我國高溫合金總產(chǎn)能約為 1.26 萬噸,實(shí)際產(chǎn)量約 8000-9000 噸左右。
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