Niklipõhiste sulamite arendamise väljavaated Hiinas
Kõrgtemperatuurilised sulamid viitavad tavaliselt sulami materjalidele, mis töötavad teatud stressitingimustes üle 600 kraadi. Sellel pole mitte ainult hea kõrge temperatuuriga oksüdatsiooniresistentsus ja korrosioonikindlus, vaid sellel on ka kõrge kõrge temperatuuriga tugevus, libisemisjõud ja vastupidavus, aga ka hea väsimuskindlus. See on peamine kuuma otsaga komponentmaterjal kaasaegsete lennundusmootorite, kosmoseaparaatide ja raketimootorite jaoks, samuti laevad ja tööstuslikud gaasiturbiinid (näiteks turbiinterad, juhtmanid, turbiini kettad, põlemiskambrid ja korpused jne) ning see on ka oluline kõrge temperatuuriga konstruktsioonimaterjal, mis on vajalik tuumareaktoritele, Chevercy Technoloogiale.
1. Sissejuhatus niklipõhistesse sulamitesse
Niklipõhised sulamid jagunevad täiendavalt niklipõhisteks korrosioonikindlateks sulamiteks, niklipõhised kulumiskindlad sulamid, niklipõhised täppissulamid, niklipõhised kuju mälu sulamid ja niklipõhised kuumuskindlad sulamid vastavalt nende peamistele omadustele.
1. niklipõhised korrosioonikindlad sulamid
Peamised legeerivad elemendid on vask, kroom ja molübdeen. Sellel on head kõikehõlmavad omadused ja see võib vastu pidada mitmesugustele happelistele korrosioonidele ja stressi korrosioonile. Varaseim rakendus (toodetud Ameerika Ühendriikides 1905. aastal) on nikkel-vask (Ni-Cu) sulam, tuntud ka kui Monel Alloy. Lisaks on olemas nikkel-kroomiumi (Ni-Cr) sulam (see tähendab niklipõhine kuumaresistentsulam, kuumaresistentne korrosioonikorantsulam korrosioonikindla sulamiga), nikkel-molübdeen (Ni-Mo) sulamist. Puhas nikkel on ka niklipõhiste korrosioonikindlate sulamite tüüpiline esindaja. Neid niklipõhiseid korrosioonikindlaid sulameid kasutatakse peamiselt mitmesuguste korrosioonikindlate keskkondade osade, näiteks nafta, keemiatööstuse ja elektri tootmiseks. Niklipõhistel korrosioonikindlatel sulamitel on enamasti austeniitsestruktuur. Tahke lahuse ja vananemisravi seisundis on sulami austeniidi maatriksi ja teraviljapiiridel metallidevahelised faasid ja metallist süsinik. Erinevad korrosioonikindlad sulamid klassifitseeritakse kompositsiooniga ja nende omadused on järgmised: Ni-Cu sulamil on parem korrosioonikindlus kui nikkel söötme vähendamisel. NI-CR sulamit, see tähendab niklipõhist kuumakindlat sulamit, kasutatakse peamiselt oksüdeerivates keskmise tingimustes. Ni-MO sulamit kasutatakse peamiselt keskmise korrosioonitingimuste vähendamisel. Ni-Cr-Mo (W) sulamil on ülalnimetatud NI-Cr sulami ja Ni-Mo sulami omadused. Ni-Cr-Mo-Cu sulamil on võime seista vastu nii lämmastikhappe kui ka väävelhappe korrosioonile ning sellel on ka hea korrosioonikindlus mõnedes oksüdeerivates segatud segahapetes.
2. niklipõhine kulumiskindlane sulam
Peamised legeerivad elemendid on kroom, molübdeen, volfram ja sisaldavad ka väikest kogust nioobiumi, tantaalu ja indiumi. Lisaks kulumiskindlusele on sellel ka hea oksüdatsiooniresistentsus, korrosioonikindlus ja keevitusomadused. Seda saab kasutada kulumiskindlate osade tootmiseks ja seda saab kasutada ka kattematerjalina, mida saab pinna- ja pihustamisprotsesside abil katta teiste alusmaterjalide pinnale.
Niklipõhised sulamipulbrid hõlmavad iseenda lehvitavaid sulamipulbreid ja mitte iseenesest ploomipulbreid. Mitte-iseenesest fluksiv niklipõhine pulber viitab niklipõhistele sulamipulbritele, mis ei sisalda B, Si või millel on madal B ja SI sisaldus. Niklisulami pulbrile sobiva koguse B ja Si lisamine moodustab niklipõhise isekleepuva sulamipulbri.
3. niklipõhised täppissulamid
Sealhulgas niklipõhised pehmed magnetilised sulamid, niklipõhised täppissionsustantsulamid ja niklipõhised elektrilised küttesulamid. Kõige sagedamini kasutatav pehme magnetiline sulam on permalloy, mis sisaldab umbes 80% niklit. Sellel on kõrge maksimaalne läbilaskvus ja esialgne läbilaskvus, madal sunniviisilisus ning see on oluline raua südamiku materjal elektroonikatööstuses.
Niklipõhiste täpsuskindlate sulamite peamised legeerivad elemendid on kroom, alumiinium ja vask. Sellel sulamil on kõrge takistus, madala takistusega temperatuuri koefitsient ja hea korrosioonikindlus ning seda kasutatakse takistite valmistamiseks.
Niklipõhine elektrotermiline sulam on niklisulam, mis sisaldab 20% kroomi. Sellel on hea oksüdatsiooniresistentsus ja korrosioonikindlus ning seda saab kasutada pikka aega 1000-1100 kraadi juures.
4. niklipõhine mälusulam
Nikkelsulam, mis sisaldab 50 (AT)% titaani. Selle taastumistemperatuur on 70 kraadi ja sellel on hea kujuga mälu efekt. Nikli ja titaani suhte väike muutus võib muuta taastumistemperatuuri 30-100 kraadi vahemikus. Enamasti kasutatakse seda kosmoselaeva, kosmosetööstuses kasutatavate isetegevuse kinnitajate ja biomeditsiinis kasutatavate kunstlike südamemootorite automaatselt kasutatavate konstruktsiooniosade avamiseks.
5. niklipõhised kuumakindlad sulamid
1) Välisriikide niklipõhiste sulamite esinduslikud materjalid on:
(1) Incoloy sulam, näiteks Incoloy800, on põhikomponendid; 32ni -21 cr-ti, al; kuulub kuumakindlatesse sulamite hulka;
(2) Inconeli sulam, näiteks Inconel600, põhikomponendid on; 73ni -15 cr-ti, al; kuulub kuumakindlatesse sulamite hulka;
(3) Hastelloy sulam, näiteks Hastelloy C -276, peamised komponendid on; 56ni -16 cr -16 mo -4 w; kuulub korrosioonikindlatesse sulamite hulka;
(4) Monel Alloy, näiteks Monel 400, peamised komponendid on; 65ni -34 cu; kuulub korrosioonikindlatesse sulamite hulka;
2) kodumaised deformeeruvad kõrgtemperatuurilised sulamid, mille peamine maatriksikomponent on nikkel
Näidatud hiina pinyini tähega "GH" pluss seerianumber, näiteks GH36, GH49, GH141 jne. Seda saab materjalideks töödelda tavapäraste külmade ja kuumade deformatsioonimeetodite abil, näiteks sepistamine, veeremine ja ekstrusioon.
Tugevdamismeetodi kohaselt võib selle jagada kolme kategooriasse: tahke lahus tugevdatud niklipõhise deformeerunud kõrgtemperatuuriga sulam, nõrga vananemine tugevdatud niklipõhised deformeerunud kõrge temperatuuriga sulami ja tugevat vananemist tugevdatud niklipõhist deformeeritud kõrge temperatuuriga sulamit.
Rakendus: niklipõhist deformeerunud kõrgtemperatuuriga sulamit kasutatakse laialdaselt lennundusjuga mootorite kuumaotstarbeliste osade ja mitmesuguste tööstuslike gaasiturbiinide, näiteks tööterade, juhendi labade, turbiini ketaste ja põlemiskambrite tootmiseks.
3) kodumaised valatud kõrgtemperatuurilised sulamid, mille põhikomponent on nikkel
Näidatud "K" pluss seerianumber, näiteks K1, K2 jne. Töötemperatuuri ja tugevuse suurenemisega on kõrge temperatuuriga sulamite legeeriva aste üha kõrgem ning kuum töötlemine ja vormimine muutub üha keerukamaks ning tootmiseks tuleb kasutada casting-tehnoloogiat. Lisaks saab õõnsa tera sisemist keerukat õõnsust jahutustehnoloogia abil toota ainult täppisvalutehnoloogia abil. Sel viisil muudetakse niklipõhine deformeerunud kõrgtemperatuuriga sulam niklipõhiseks valatud kõrge temperatuurisulamiks.
Niklipõhised valatud kõrge temperatuuriga sulamid kasutavad maatriksina faasi ja lisage alumiinium, titaan, niobium, tantaal jne, et moodustada tugevdamiseks faas. ´ -faasi kogus on suur ja mõned sulamid on koguni 60%; Koobalti lisamine võib suurendada faasi lahustumistemperatuuri ja suurendada sulami kasutamise temperatuuri; Molübdeen, volfram ja kroom mõjutavad tahket lahust ning kroom, molübdeen ja tantaal võib moodustada ka rida karbiide, mis tugevdavad tera piiri; Alumiinium ja kroom aitavad kaasa oksüdatsiooniresistentsusele, kuid kroom vähendab ´ faasi lahustuvust ja kõrge temperatuuri tugevust, seega peaks kroomi sisaldus olema madalam; Hafnium: parandab sulami keskmise temperatuuri plastilisust ja tugevust; Terapiiri tugevdamiseks lisage sobivad kogused boori, tsirkooniumi ja muid elemente.
Niklipõhiseid valatud kõrgtemperatuurilisi sulameid kasutatakse lennukite, laevade, tööstuse ja sõidukite jaoks mõeldud gaasiturbiinide kõige kriitilisemate kõrgete temperatuuridega komponentide jaoks, näiteks turbiinterad, juhid ja integreeritud turbiinid.
Ii. Niklipõhiste sulamite rakendusväljad
1. toiduväli
Soola valmistamine, sojakastme õlletootmine jne. Paljudel ülaltoodud põldudel pole tavaline roostevaba teras 304 pädev. Nendes spetsiaalsetes väljades on spetsiaalne roostevabast terasest hädavajalik ja seda ei saa asendada. Viimastel aastatel, majanduse kiire arengu ja tööstusvaldkonna taseme pideva täiustamise korral, nõuavad üha enam projekte kõrgema kvaliteediga roostevabast terasest. Niklipõhiste sulamite nõudluse kasvuga erinevates tööstusharudes. 2011. aastal ulatus minu kodumaal niklipõhiste sulamite turu suurus 23,07 miljardit jüaani, mis on aastataguse kasvutempo 19,47%. Seetõttu on tööstuse arendustase ühtlane tõusuterentidega.
2. keskkonnakaitse väli
Suitsugaasi väävlitsemise seadmed elektritootmiseks, reoveepuhastuseks jne.
3. energiaväli
Aatomienergia tootmine, kivisöe põhjalik kasutamine, loodete tootmine jne.
4. naftakeemiline väli
Õli rafineerimine, keemilised ja keemilised seadmed jne.
5. meremerepiirkonnad
Merestruktuurid keskkonnas, merevee magestamine, merevee vesiviljelus, merevee soojusvahetus jne.
Iii. Niklipõhiste sulamite väljavaated Hiinas
(I) Turunõudlus laieneb jätkuvalt 1. Põhitaotlusalade kasv Aerospace : niklipõhiste sulamite rakendamine võtmeosades, näiteks kõrgtemperatuuril komponendid ja lennukite mootorite turbiini labad moodustavad 25%, ning nõudlus suuremate projektide järele, näiteks kodumaine suured lennukid ja neli.
Uus energia- ja tipptasemel seadmed: Uued energiasõidukite akumaterjalid, avamere tuuleenergia hoiustamisseadmed, ülikerkriitilised energiatootmise tehnoloogia ja muud väljad on muutunud uuteks kasvupunktideks ning turu suurus on 2023-s ületanud 50 miljardit jüaani.
Keemilised ja mereinsenerid: korrosioonikindlus soodustab selle kasutamist naftakeemilistes seadmetes, süvamere uurimisseadmetes (näiteks 10, 000- meetri süvamere sukeldujaid) ja muu stsenaariumi.
2. turu suuruse prognoos Kodumajapidamise suurus ületab 2025. aastal eeldatavasti 60 miljardit jüaani ning eeldatavasti jõuab see 2027. aastani 50 miljardit jüaani ning maailmaturul kasvab 2029 aastaks 3,535 miljardit jüaani.
(Ii) Tehnoloogiline läbimurre ja kiirendatud lokaliseerimine 1. Tipptasemel materiaalne teadus ja areng
10, {000- tonni niklipõhine sulamiprojekt Lanzhou New District keskendub kõrgtemperatuurilistele korrosioonikindlatele sulamitele, puhtale niklile ja muudele toodetele, et edendada kodumaist asendust.
Ühekristallilise niklipõhine superralloy tehnoloogia areneb kiiresti ja ülemaailmne müük ulatub eeldatavasti 183 miljoni dollarini 2 0 30-ga, ühe liit kasvutempo 4,0% .
2. impordi sõltuvus vähenev
Aastal 2020 sõltub kodumaine pakkumise nõudluse lõhe impordist ja aastaks 2023 suureneb toodang 42-ni, 000 tonni, kuid tipptasemel tooted sõltuvad endiselt impordist; Tulevikus eeldatakse, et tehnoloogilise iteratsiooni kaudu suureneb lokaliseerimismäär märkimisväärselt.
(Iii) piirkondlike tööstusklastrite süvendamine
Ida-Hiina: Kuna tuumiks on Shanghai ja Jiangsu, kogutakse enam kui 60% tipptasemel ettevõtetest ja turu suurus ulatub 2023. aastal 21 miljardit jüaani, tuginedes Yangtze jõe Delta seadmete valmistamise klastri eelistele.
Lõuna-Hiina: Guangdong-Hong-Hong-Macao Suur-Bay piirkonna uus energiatööstus juhib niklipõhiste sulamite rakendamist energiahoidlate akude ja avamere tuuleenergiaga ning turu suurus suureneb 2023-ga aastatagusega 15%.
IV. Niklipõhiste sulamite väljakutsed ja tulevased suundumused
1. tooraine pakkumise riskid
Hiinal on piiratud nikliressursside varud ja ta peab toetuma impordile; Indoneesia niklimaagi poliitika kohandamine (näiteks tootmislitsentside aeglustumine) võivad mõjutada ülemaailmset pakkumise mustrit.
2. roheline tootmine ja tööstuslik täiendamine
Keskkonnakaitsepoliitika soodustab puhast energiaga seotud nõudlust (näiteks vesiniku energiaseadmeid ja akumaterjale), samal ajal kui digitaalne tootmistehnoloogia aitab parandada tootmise tõhusust.
3. Hinna- ja konkurentsimuster
Niklihinnad loodetakse tagasi 2025. aastal ja pakkumise poolel olev ülepakkumine leevendatakse; Ettevõtted reageerivad rahvusvahelisele konkurentsile tehnoloogilise innovatsiooni ja kvaliteedi parandamise kaudu.
V. Kokkuvõte
Hiina niklipõhine sulamistööstus kasvab jätkuvalt läbimurdetest lokaliseerimisel, nõudluse laienemisel tekkivates valdkondades ja piirkondlikus koordineeritud arenguks, kuid see peab ületama toorainesõltuvuse ja tehnoloogilisi tõkkeid, et saavutada ümberkujundamine ja täiendamine "skaala laienemisest" "tipptasemel" ja roheline ".
