鎳基合金
鎳基合金是指在650~1000℃高溫下有較高的強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稱鎳基合金。
按照主要性能又細分為鎳基耐熱合金,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、競爭格局
國際鎳業研究組織(INSG)預期2011年全球鎳消費量將由2010年的143萬噸升至153萬噸。INSG對2010年和2011年的產量預期不包括可能影響產量的調整因素。2009年鎳市場過剩量約為11萬噸,全球產量為135萬噸,消費量為124萬噸。
二、驅動力
國內鎳合金市場需求迅速增加,發展前景良好,而目前國內鎳合金帶材加工行業處于老產業和新產業更替階段,市場機遇良好。國內鎳合金加工水平整體落后,體現在工藝技術、產品規格、產品質量、生產規模等方面,國家急需的電子電工行業鎳合金帶材、工業建設鎳合金板材等
三、阻礙因素
1、國內鎳合金加工水平整體落后
主要體現在工藝技術、產品規格、產品質量、生產規模等方面,國際急需的電子電工行業鎳合金帶材、工業建設鎳合金板材等,目前大部分依賴國外進口,受到國外制約。因此,全面提升鎳合金加工水平、加快產品結構調整和技術進步顯得非常緊迫,這是國家對鎳合金產業發展的要求,也是加快經濟發展的必需。
2、原材料價格波動較大,成為未來主要的競爭點
鎳及鎳合金板帶材作為重要的金屬材料具有很強的增值能力,隨著中國經濟的發展對鎳幾鎳合金板帶材的需求日益旺盛,產品價格也將隨著市場的發展發生波動。
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,其他元素有固溶強化,沉淀強化與晶界強化等作用。
在650~1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力,由于足夠高的高溫強度與抗氧化腐蝕能力,所以常用于制造航空發動機葉片和火箭發動機、核反應堆、能源轉換設備上的高溫零部件。
鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);為了提高蠕變強度又添加鋁,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期,蘇聯于40年代后期,中國于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的發展包括兩個方面:合金成分的改進和生產工藝的革新。50年代初,真空熔煉技術的發展,為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創造了條件。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度,但是合金的強度高了,就難以變形,甚至不能變形,于是采用熔模精密鑄造工藝,發展出一系列具有良好高溫強度的鑄造合金。60年代中期發展出性能更好的定向結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燃氣輪機的需要,60年代以來還發展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內,鎳基合金的工作溫度從 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。
