Prospek untuk pembangunan aloi berasaskan nikel di China
Aloi suhu tinggi umumnya merujuk kepada bahan aloi yang berfungsi di bawah keadaan tekanan tertentu melebihi 600 darjah. Ia bukan sahaja mempunyai rintangan pengoksidaan suhu tinggi yang baik dan rintangan kakisan, tetapi juga mempunyai kekuatan suhu tinggi yang tinggi, kekuatan merayap dan ketahanan serta rintangan keletihan yang baik. Ia adalah bahan komponen akhir panas utama untuk enjin penerbangan moden, kapal angkasa dan enjin roket, serta kapal dan turbin gas perindustrian (seperti bilah turbin, bilah panduan, cakera turbin, ruang pembakaran dan casing, dan sebagainya), dan juga merupakan bahan bakar yang diperlukan.
1. Pengenalan kepada aloi berasaskan nikel
Aloi berasaskan nikel dibahagikan kepada aloi tahan karat berasaskan nikel, aloi tahan haus berasaskan nikel, aloi ketepatan berasaskan nikel, aloi memori berasaskan nikel dan aloi tahan panas berasaskan nikel mengikut sifat utama mereka.
1. Aloi tahan kakisan berasaskan nikel
Unsur -unsur aloi utama adalah tembaga, kromium dan molibdenum. Ia mempunyai sifat komprehensif yang baik dan boleh menahan pelbagai kakisan asid dan kakisan tekanan. Permohonan terawal (yang dihasilkan di Amerika Syarikat pada tahun 1905) adalah aloi nikel-tembaga (Ni-Cu), yang juga dikenali sebagai Monel Alloy. Di samping itu, terdapat aloi nikel-chromium (Ni-CR) (iaitu aloi tahan panas berasaskan nikel, aloi kakisan tahan panas dalam aloi tahan kakisan), aloi nikel-molybdenum (ni-MO). Nikel tulen juga merupakan wakil khas aloi tahan karat berasaskan nikel. Aloi tahan karat berasaskan nikel ini digunakan terutamanya untuk mengeluarkan pelbagai bahagian persekitaran yang tahan kakisan seperti petroleum, industri kimia, dan elektrik. Aloi tahan karat berasaskan nikel kebanyakannya mempunyai struktur austenitik. Dalam keadaan penyelesaian pepejal dan rawatan penuaan, terdapat fasa intermetallic dan karbonitrida logam pada matriks austenit dan sempadan bijian aloi. Pelbagai aloi tahan kakisan diklasifikasikan oleh komposisi dan ciri-ciri mereka adalah seperti berikut: aloi Ni-Cu mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik daripada nikel dalam mengurangkan medium. Aloi Ni-CR, iaitu, aloi tahan haba berasaskan nikel, terutamanya digunakan di bawah keadaan sederhana pengoksidaan. Aloi Ni-Mo terutamanya digunakan di bawah mengurangkan keadaan kakisan sederhana. Aloi Ni-CR-Mo (W) mempunyai sifat aloi Ni-CR yang disebutkan di atas dan aloi Ni-MO. Aloi Ni-CR-Mo-Cu mempunyai keupayaan untuk menahan kedua-dua asid nitrik dan kakisan asid sulfurik, dan juga mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam beberapa asid campuran pengoksidaan pengoksidaan.
2. Aloi Haus Berasaskan Nikel
Unsur -unsur aloi utama adalah kromium, molibdenum, tungsten, dan juga mengandungi sedikit niobium, tantalum dan indium. Sebagai tambahan kepada rintangan haus, ia juga mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik, rintangan kakisan dan sifat kimpalan. Ia boleh digunakan untuk mengeluarkan bahagian tahan haus, dan juga boleh digunakan sebagai bahan salutan, yang boleh dilapisi pada permukaan bahan asas lain melalui proses permukaan dan penyemburan.
Serbuk aloi berasaskan nikel termasuk serbuk aloi yang bersalin dan serbuk aloi yang tidak bersahaja. Serbuk berasaskan nikel yang tidak bersahaja merujuk kepada serbuk aloi berasaskan nikel yang tidak mengandungi B, SI atau mempunyai kandungan B dan SI yang rendah. Menambah jumlah B dan SI yang sesuai untuk serbuk aloi nikel membentuk serbuk aloi berasaskan nikel berasaskan nikel.
3. Alloy Precision berasaskan nikel
Termasuk aloi magnet lembut berasaskan nikel, aloi rintangan ketepatan berasaskan nikel dan aloi pemanasan elektrik berasaskan nikel. Aloi magnet yang paling biasa digunakan adalah permalloy yang mengandungi kira -kira 80% nikel. Ia mempunyai kebolehtelapan maksimum yang tinggi dan kebolehtelapan awal, paksaan yang rendah, dan merupakan bahan teras besi penting dalam industri elektronik.
Unsur-unsur aloi utama aloi rintangan ketepatan berasaskan nikel adalah kromium, aluminium, dan tembaga. Aloi ini mempunyai resistiviti yang tinggi, pekali suhu resistiviti yang rendah, dan rintangan kakisan yang baik, dan digunakan untuk membuat perintang.
Aloi elektrotermal berasaskan nikel adalah aloi nikel yang mengandungi kromium 20%. Ia mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik dan rintangan kakisan dan boleh digunakan untuk masa yang lama pada 1000-1100 darjah.
4. Aloi Memori Berasaskan Nikel
Aloi nikel yang mengandungi 50 (at)% Titanium. Suhu pemulihannya adalah 70 darjah dan mempunyai kesan memori bentuk yang baik. Perubahan kecil dalam nisbah nikel dan titanium dapat mengubah suhu pemulihan dalam julat 30-100 darjah. Ia kebanyakannya digunakan untuk mengeluarkan bahagian-bahagian struktur yang digunakan secara automatik yang digunakan pada kapal angkasa, pengikat kendiri yang digunakan dalam industri aeroangkasa, dan motor jantung buatan yang digunakan dalam bioperubatan.
5. Aloi tahan haba berasaskan nikel
1) Bahan wakil aloi berasaskan nikel asing adalah:
(1) aloi incoloy, seperti incoloy800, komponen utama adalah; 32ni -21 cr-ti, al; tergolong dalam aloi tahan panas;
(2) Aloi Inconel, seperti Inconel600, komponen utama adalah; 73ni -15 cr-ti, al; tergolong dalam aloi tahan panas;
(3) aloi Hastelloy, seperti Hastelloy C -276, komponen utama adalah; 56ni -16 cr -16 mo -4 w; tergolong dalam aloi tahan kakisan;
(4) aloi monel, seperti Monel 400, komponen utama adalah; 65ni -34 cu; tergolong dalam aloi tahan kakisan;
2) Aloi suhu tinggi domestik dengan nikel sebagai komponen matriks utama
Ditunjukkan oleh surat pinyin Cina "GH" ditambah dengan nombor siri, seperti GH36, GH49, GH141, dan lain -lain. Ia boleh diproses menjadi bahan oleh kaedah ubah bentuk sejuk dan panas konvensional seperti penempaan, rolling dan penyemperitan.
Menurut kaedah pengukuhan, ia boleh dibahagikan kepada tiga kategori: penyelesaian pepejal menguatkan aloi suhu tinggi yang berpusat di nikel, penuaan yang lemah menguatkan aloi suhu tinggi yang berpusat di nikel dan penuaan yang kuat menguatkan aloi suhu tinggi berasaskan nikel.
Permohonan: Aloi suhu tinggi yang berpangkalan di nikel digunakan secara meluas untuk mengeluarkan bahagian-bahagian akhir hot enjin jet penerbangan dan pelbagai turbin gas perindustrian, seperti bilah kerja, bilah panduan, cakera turbin dan ruang pembakaran.
3) Aloi suhu tinggi domestik dengan nikel sebagai komponen utama
Ditunjukkan oleh "K" ditambah nombor siri, seperti K1, K2, dan lain-lain. Dengan peningkatan suhu dan kekuatan operasi, tahap pengaliran aloi suhu tinggi semakin tinggi dan lebih tinggi, dan pemprosesan dan pembentukan panas menjadi semakin sukar, dan teknologi pemutus mesti digunakan untuk pengeluaran. Di samping itu, rongga kompleks dalaman bilah berongga menggunakan teknologi penyejukan hanya boleh dihasilkan oleh teknologi pemutus Precision. Dengan cara ini, aloi suhu tinggi yang berpangkalan di nikel ditukar menjadi aloi suhu tinggi berasaskan nikel.
Cast berasaskan nikel aloi suhu tinggi menggunakan fasa sebagai matriks, dan menambah aluminium, titanium, niobium, tantalum, dan lain-lain untuk membentuk fasa untuk pengukuhan. Jumlah 'fasa adalah besar, dan beberapa aloi adalah setinggi 60%; Menambah kobalt boleh meningkatkan suhu pembubaran fasa 'dan meningkatkan suhu penggunaan aloi; Molybdenum, tungsten, dan kromium mempunyai kesan pengukuhan penyelesaian pepejal, dan kromium, molibdenum, dan tantalum juga boleh membentuk satu siri karbida yang menguatkan sempadan bijian; Aluminium dan kromium menyumbang kepada rintangan pengoksidaan, tetapi kromium mengurangkan kelarutan dan kekuatan suhu tinggi 'fasa, jadi kandungan kromium harus lebih rendah; Hafnium: Meningkatkan keplastikan suhu sederhana dan kekuatan aloi; Untuk mengukuhkan sempadan bijian, tambahkan jumlah boron, zirkonium dan unsur -unsur lain yang sesuai.
Aloi suhu tinggi berasaskan nikel digunakan untuk komponen suhu tinggi yang paling kritikal bagi turbin gas untuk pesawat, kapal, industri dan kenderaan, seperti bilah turbin, bilah panduan dan turbin integral.
Ii. Bidang permohonan aloi berasaskan nikel
1. Bidang Makanan
Pembuatan garam, pembuatan sos kicap, dan lain -lain di banyak bidang di atas, keluli tahan karat biasa 304 tidak kompeten. Dalam bidang khas ini, keluli tahan karat khas sangat diperlukan dan tidak boleh diganti. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat ekonomi dan peningkatan berterusan tahap bidang perindustrian, semakin banyak projek memerlukan keluli tahan karat yang lebih tinggi. Dengan pertumbuhan permintaan untuk aloi berasaskan nikel dalam pelbagai industri. Pada tahun 2011, saiz pasaran aloi berasaskan nikel di negara saya mencapai 23.07 bilion yuan, kadar pertumbuhan tahun ke tahun sebanyak 19.47%. Oleh itu, tahap pembangunan industri berada dalam trend menaik yang mantap.
2. Bidang Perlindungan Alam Sekitar
Peralatan Desulfurisasi Gas Flue untuk Penjanaan Kuasa, Rawatan Air Sisa, dll.
3. Medan Tenaga
Penjanaan kuasa atom, penggunaan komprehensif arang batu, penjanaan kuasa pasang surut, dll.
4. Bidang Petrokimia
Peralatan Penapisan Minyak, Kimia dan Kimia, dll.
5. Kawasan Laut Marin
Struktur laut di alam sekitar, penyahgaraman air laut, akuakultur air laut, pertukaran haba air laut, dll.
Iii. Tinjauan untuk pembangunan aloi berasaskan nikel di China
(I) Permintaan pasaran terus berkembang 1. Pertumbuhan di kawasan aplikasi teras Aeroangkasa : Penggunaan aloi berasaskan nikel di bahagian-bahagian utama seperti komponen suhu tinggi dan bilah turbin enjin pesawat menyumbang 25%, dan permintaan untuk projek-projek utama seperti pesawat besar domestik dan kuasa nuklear keempat adalah pecutan.
Tenaga baru dan peralatan mewah : Bahan bateri kenderaan tenaga baru, peralatan penyimpanan kuasa angin luar pesisir, teknologi penjanaan kuasa ultra-supercritical dan bidang lain telah menjadi titik pertumbuhan baru, dan saiz pasaran telah melebihi 50 bilion yuan pada tahun 2023.
Kejuruteraan Kimia dan Marin: Rintangan kakisan menggalakkan permohonannya dalam peralatan petrokimia, peralatan penerokaan laut dalam (seperti 10, 000- meter dalam laut dalam) dan senario lain.
2. Ramalan saiz pasaran Saiz pasaran domestik dijangka melebihi 60 bilion yuan pada tahun 2025, dan dijangka mencapai 50 bilion yuan pada tahun 2027, dan pasaran global akan meningkat kepada 3.535 bilion yuan menjelang 2029.
(Ii) terobosan teknologi dan penyetempatan dipercepat 1. Penyelidikan dan Pembangunan Bahan High-End
Projek aloi berasaskan nikel 10, 000- di Lanzhou New District akan memberi tumpuan kepada aloi tahan karat tinggi, nikel tulen dan produk lain untuk menggalakkan penggantian domestik.
Teknologi superalloy berasaskan nikel tunggal berkembang pesat, dan jualan global dijangka mencapai US $ 183 juta dalam 2 0 30, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 4.0%.
2. Mengurangkan ketergantungan import
Pada tahun 2020, jurang permintaan bekalan domestik bergantung kepada import, dan pada tahun 2023, output akan meningkat kepada 42, 000 tan, tetapi produk mewah masih bergantung kepada import; Pada masa akan datang, melalui lelaran teknologi, kadar penyetempatan dijangka meningkat dengan ketara.
(Iii) memperdalam kelompok perindustrian serantau
Timur China: Dengan Shanghai dan Jiangsu sebagai teras, lebih daripada 60% perusahaan mewah dikumpulkan, dan saiz pasaran akan mencapai 21 bilion yuan pada tahun 2023, bergantung kepada kelebihan kelompok pembuatan peralatan di Delta Sungai Yangtze.
South China: Industri tenaga baru di Guangdong-Hong Kong-Maco Greater Bay Area memacu penggunaan aloi berasaskan nikel dalam bateri penyimpanan tenaga dan kuasa angin luar pesisir, dan saiz pasaran akan meningkat sebanyak 15% tahun ke tahun pada tahun 2023.
Iv. Cabaran dan trend masa depan aloi berasaskan nikel
1. Risiko bekalan bahan mentah
China mempunyai rizab sumber nikel yang terhad dan perlu bergantung kepada import; Pelarasan dasar bijih nikel Indonesia (seperti melambatkan lesen pengeluaran) boleh menjejaskan corak bekalan global.
2. Pembuatan Hijau dan Peningkatan Perindustrian
Dasar perlindungan alam sekitar menggalakkan permintaan yang berkaitan dengan tenaga bersih (seperti peralatan tenaga hidrogen dan bahan bateri), sementara teknologi pembuatan digital membantu meningkatkan kecekapan pengeluaran.
3. Harga dan corak persaingan
Harga nikel dijangka akan pulih pada tahun 2025, dan kelebihan bekalan di bahagian bekalan akan dikurangkan; Perusahaan akan bertindak balas terhadap persaingan antarabangsa melalui inovasi teknologi dan peningkatan kualiti.
V. Ringkasan
Industri aloi berasaskan nikel China akan terus berkembang didorong oleh kejayaan dalam penyetempatan, pengembangan permintaan dalam bidang yang baru muncul, dan pembangunan yang diselaraskan serantau, tetapi ia perlu mengatasi kebergantungan bahan mentah dan halangan teknologi untuk mencapai transformasi dan menaik taraf dari "pengembangan skala" kepada "high-end dan hijau".
