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、合金的特點在于:在高溫工作環(huán)境下合金具有較高的強度,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)動機首選材料,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,高溫合金也廣泛應用于航天發(fā)動機的熱端部件。
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使其在柴油機和內燃機渦輪增壓、燃氣輪機、能源動力、石油化工、玻璃建材等民用工業(yè)中的有廣泛的應用,民用工業(yè)的高溫合金使用量已經提高到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)合金強化類型,高溫合金可以分為固溶強化型高溫合金和時效沉淀強化合金。
國內高溫合金行業(yè)格局
經過 50 多年發(fā)展,我國已經形成了比較先進,具有一定規(guī)模的生產基地。我們把國內從事高溫合金的廠家分為四類:
■ 特鋼生產廠:東北特殊鋼鐵接團撫順特殊鋼公司(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,中國科學院金屬研究所,東北大學,北京科技大學等。
■ 發(fā)動機公司精密鑄件廠:中航工業(yè)旗下各航空發(fā)動機公司的精密鑄造廠:黎明、西航、黎陽、南方、貴航等。
■ 鍛件熱加工廠:西南鋁業(yè)公司,第二重型機械集團萬航模鍛廠,中航重機股份有限公司宏遠航空鍛鑄公司和安大航空鍛造公司。
目前,國內規(guī)模較大的高溫合金生產企業(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能。
在航空航天產業(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)生產的變型高溫合金,適用于大批量、通用性、結構較為簡單的產品。
鋼研高納在上市后也擴大了變形高溫合金產能,募投項目達產后也具備了相當?shù)淖冃透邷睾辖甬a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)動機廠自行生產精鑄件。三家單位主要承接航天航空發(fā)動機廠對外委托的精鑄件業(yè)務。目前三家單位在鑄造高溫合金的材料制備、生產技術上均有各自特點,其中鋼研高納產能大于其余兩家。
根據(jù)鋼研高納、撫順特鋼年報及相關公司網(wǎng)站信息,我們估算目前我國高溫合金總產能約為 1.26 萬噸,實際產量約 8000-9000 噸左右。
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