鎳基合金
鎳基合金是指在650~1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。按照主要性能又細(xì)分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。高溫合金按照基體的不同,分為:鐵基高溫合金,鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡(jiǎn)稱鎳基合金。
按照主要性能又細(xì)分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。
一、競(jìng)爭(zhēng)格局
國(guó)際鎳業(yè)研究組織(INSG)預(yù)期2011年全球鎳消費(fèi)量將由2010年的143萬噸升至153萬噸。INSG對(duì)2010年和2011年的產(chǎn)量預(yù)期不包括可能影響產(chǎn)量的調(diào)整因素。2009年鎳市場(chǎng)過剩量約為11萬噸,全球產(chǎn)量為135萬噸,消費(fèi)量為124萬噸。
二、驅(qū)動(dòng)力
國(guó)內(nèi)鎳合金市場(chǎng)需求迅速增加,發(fā)展前景良好,而目前國(guó)內(nèi)鎳合金帶材加工行業(yè)處于老產(chǎn)業(yè)和新產(chǎn)業(yè)更替階段,市場(chǎng)機(jī)遇良好。國(guó)內(nèi)鎳合金加工水平整體落后,體現(xiàn)在工藝技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模等方面,國(guó)家急需的電子電工行業(yè)鎳合金帶材、工業(yè)建設(shè)鎳合金板材等
三、阻礙因素
1、國(guó)內(nèi)鎳合金加工水平整體落后
主要體現(xiàn)在工藝技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模等方面,國(guó)際急需的電子電工行業(yè)鎳合金帶材、工業(yè)建設(shè)鎳合金板材等,目前大部分依賴國(guó)外進(jìn)口,受到國(guó)外制約。因此,全面提升鎳合金加工水平、加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步顯得非常緊迫,這是國(guó)家對(duì)鎳合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求,也是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需。
2、原材料價(jià)格波動(dòng)較大,成為未來主要的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)
鎳及鎳合金板帶材作為重要的金屬材料具有很強(qiáng)的增值能力,隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)鎳幾鎳合金板帶材的需求日益旺盛,產(chǎn)品價(jià)格也將隨著市場(chǎng)的發(fā)展發(fā)生波動(dòng)。
鎳基合金的代表材料有:
1,Incoloy合金,如Incoloy800,主要成分為;32Ni-21Cr-Ti,Al;屬于耐熱合金;
2,Inconel合金,如Inconel600,主要成分是;73Ni-15Cr-Ti,Al;屬于耐熱合金;
3,Hastelloy合金,即哈氏合金,如哈氏C-276,主要成分為;56Ni-16Cr-16Mo-4W;屬于耐蝕合金;
4,Monel合金,即蒙乃爾合金,比如說蒙乃爾400,主要成分是;65Ni-34Cu;屬于耐蝕合金;
主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中Cr,Ai等主要起抗氧化作用,其他元素有固溶強(qiáng)化,沉淀強(qiáng)化與晶界強(qiáng)化等作用。
在650~1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力,由于足夠高的高溫強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能力,所以常用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備上的高溫零部件。
鎳基高溫合金(以下簡(jiǎn)稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國(guó)于1941年首先生產(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);為了提高蠕變強(qiáng)度又添加鋁,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國(guó)于40年代中期,蘇聯(lián)于40年代后期,中國(guó)于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的發(fā)展包括兩個(gè)方面:合金成分的改進(jìn)和生產(chǎn)工藝的革新。50年代初,真空熔煉技術(shù)的發(fā)展,為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期,由于渦輪葉片工作溫度的提高,要求合金有更高的高溫強(qiáng)度,但是合金的強(qiáng)度高了,就難以變形,甚至不能變形,于是采用熔模精密鑄造工藝,發(fā)展出一系列具有良好高溫強(qiáng)度的鑄造合金。60年代中期發(fā)展出性能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的需要,60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時(shí)間內(nèi),鎳基合金的工作溫度從 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。
