Perspective pentru dezvoltarea aliajelor pe bază de nichel în China
Aliajele de temperatură ridicată se referă, în general, la materialele din aliaj care funcționează în anumite condiții de stres peste 600 de grade. Nu numai că are o rezistență bună la oxidare la temperatură ridicată și rezistență la coroziune, dar are și rezistență ridicată la temperatură ridicată, rezistență la fluier și durabilitate, precum și o rezistență bună la oboseală. Este un material cheie al componentelor la capătul cald pentru motoarele de aviație moderne, navele spațiale și motoarele de rachetă, precum și navele și turbinele cu gaze industriale (cum ar fi lamele de turbină, paletele de ghidare, discurile de turbină, camerele de ardere și carcasele etc.) și este, de asemenea, o importantă material structural de temperatură, etc.
1. Introducere în aliaje pe bază de nichel
Aliajele bazate pe nichel sunt împărțite în continuare în aliaje rezistente la coroziune pe bază de nichel, aliaje rezistente la uzură pe bază de nichel, aliaje de precizie bazate pe nichel, aliaje de memorie de formă pe bază de nichel și aliaje rezistente la căldură pe bază de nichel, în funcție de proprietățile lor principale.
1. Aliaje rezistente la coroziune pe bază de nichel
Principalele elemente de aliere sunt cuprul, cromul și molibdenul. Are proprietăți cuprinzătoare bune și poate rezista la diverse coroziune acidă și coroziune de stres. Cea mai timpurie cerere (produsă în Statele Unite în 1905) este aliajul de nichel-copper (Ni-cu), cunoscut și sub numele de Monel Aliaj. În plus, există aliaj de nichel-crom (Ni-CR) (adică aliaj rezistent la căldură pe bază de nichel, aliaj de coroziune rezistent la căldură în aliaj rezistent la coroziune), aliaj de nichel-molibden (Ni-mo). Nichelul pur este, de asemenea, un reprezentant tipic al aliajelor rezistente la coroziune pe bază de nichel. Aceste aliaje rezistente la coroziune pe bază de nichel sunt utilizate în principal pentru fabricarea diferitelor piese de mediu rezistente la coroziune, cum ar fi petrolul, industria chimică și electricitatea. Aliajele rezistente la coroziune pe bază de nichel au în mare parte structură austenitică. În starea de soluție solidă și tratament de îmbătrânire, există faze intermetalice și carbonitride metalice pe matricea austenită și limitele de cereale ale aliajului. Diverse aliaje rezistente la coroziune sunt clasificate după compoziție, iar caracteristicile lor sunt următoarele: aliajul Ni-Cu are o rezistență la coroziune mai bună decât nichelul în reducerea mediului. Aliaj Ni-CR, adică aliaj rezistent la căldură pe bază de nichel, este utilizat în principal în condiții medii oxidante. Aliajul Ni-Mo este utilizat în principal în condiții de coroziune medie. Aliajul Ni-Cr-Mo (W) are proprietățile aliajului Ni-CR menționat mai sus și aliaj Ni-Mo. Aliajul Ni-Cr-Mo-Cu are capacitatea de a rezista atât la coroziunea acidului azotic, cât și a acidului sulfuric și are, de asemenea, o bună rezistență la coroziune în unii acizi mixți care reduce oxidarea.
2.. Aliaj rezistent la uzură pe bază de nichel
Principalele elemente de aliere sunt cromul, molibdenul, tungstenul și, de asemenea, conțin o cantitate mică de niobiu, tantal și indiu. Pe lângă rezistența la uzură, are, de asemenea, o bună rezistență la oxidare, rezistență la coroziune și proprietăți de sudare. Poate fi utilizat pentru fabricarea pieselor rezistente la uzură și poate fi, de asemenea, utilizat ca material de acoperire, care poate fi acoperit pe suprafața altor materiale de bază prin procese de suprafață și pulverizare.
Pulberile de aliaj pe bază de nichel includ pulberi de aliaj auto-fluxing și pulberi de aliaj care nu se scurge de sine. Pulberea pe bază de nichel care nu se scurge se referă la pulberi de aliaj pe bază de nichel care nu conțin B, Si sau au un conținut scăzut de B și Si. Adăugarea unei cantități adecvate de B și Si la pulberea din aliaj de nichel formează o pulbere de aliaj de auto-flux pe bază de nichel.
3. Aliaje de precizie bazate pe nichel
Inclusiv aliaje magnetice moi pe bază de nichel, aliaje de rezistență de precizie pe bază de nichel și aliaje de încălzire electrică pe bază de nichel. Cel mai frecvent utilizat aliaj magnetic moale este permaliajul care conține aproximativ 80% nichel. Are o permeabilitate maximă ridicată și permeabilitate inițială, coercitivitate scăzută și este un material important de miez de fier în industria electronică.
Principalele elemente de aliaj ale aliajelor de rezistență de precizie pe bază de nichel sunt cromul, aluminiul și cuprul. Acest aliaj are o rezistență ridicată, coeficient de temperatură scăzută de rezistivitate și o bună rezistență la coroziune și este utilizat pentru a face rezistențe.
Aliaj electrotermic pe bază de nichel este un aliaj de nichel care conține 20% crom. Are o bună rezistență la oxidare și rezistență la coroziune și poate fi utilizat pentru o lungă perioadă de timp la gradul 1000-1100.
4. aliaj de memorie bazat pe nichel
Aliaj de nichel care conține 50 (la)% titan. Temperatura sa de recuperare este de 70 de grade și are un efect de memorie în formă bună. O mică modificare a raportului dintre nichel și titan poate modifica temperatura de recuperare în intervalul de grad 30-100. Este utilizat mai ales pentru fabricarea automată a pieselor structurale utilizate pe nave spațiale, elemente de fixare de autoexcitare utilizate în industria aerospațială și motoarele cardiace artificiale utilizate în biomedicină.
5. Aliaje rezistente la căldură pe bază de nichel
1) Materialele reprezentative ale aliajelor străine pe bază de nichel sunt:
(1) aliaj Incoloy, cum ar fi Incoloy800, principalele componente sunt; 32ni -21 cr-ti, al; aparține aliajelor rezistente la căldură;
(2) aliaj Inconel, cum ar fi Inconel600, principalele componente sunt; 73ni -15 cr-ti, al; aparține aliajelor rezistente la căldură;
(3) Aliaj HASTELLOY, cum ar fi Hastelloy C -276, componentele principale sunt; 56ni -16 cr -16 mo -4 w; aparține aliajelor rezistente la coroziune;
(4) aliaj Monel, cum ar fi Monel 400, principalele componente sunt; 65ni -34 cu; aparține aliajelor rezistente la coroziune;
2) Aliaje de temperatură înaltă deformabilă internă cu nichel ca componentă principală a matricei
Indicat de litera chineză de pinyin „GH” plus un număr de serie, cum ar fi GH36, GH49, GH141, etc. Poate fi procesat în materiale prin metode convenționale de deformare la rece și la cald, cum ar fi forjarea, rularea și extrudarea.
Conform metodei de întărire, aceasta poate fi împărțită în trei categorii: aliaj de temperatură de temperatură de temperatură de temperatură înaltă de temperatură înaltă, consolidat de nichel, consolidat de nichel, în consolidare a nichelului și a consolidat în consolidare a aliajului de temperatură de temperatură înaltă de temperatură înaltă și îmbătrânire puternică în consolidare.
Aplicație: Aliaj de temperatură de temperatură deformată pe bază de nichel este utilizat pe scară largă pentru fabricarea unor părți termale ale motoarelor cu jet de aviație și diverse turbine cu gaze industriale, cum ar fi lame de lucru, lame de ghidare, discuri de turbină și camere de ardere.
3) Aliaje de temperatură înaltă la distribuție internă cu nichel ca componentă principală
Indicat de „K” plus număr de serie, cum ar fi K1, K2, etc. Odată cu creșterea temperaturii și rezistenței de funcționare, gradul de aliaj al aliajelor de temperatură ridicată devine din ce în ce mai mare, iar procesarea la cald și formarea devin din ce în ce mai dificile, iar tehnologia de turnare trebuie utilizată pentru producție. În plus, cavitatea complexă internă a lamei goale folosind tehnologia de răcire nu poate fi produsă decât prin tehnologia de turnare a preciziei. În acest fel, aliajul de temperatură de temperatură înaltă deformat pe bază de nichel este transformat într-un aliaj de temperatură înaltă pe bază de nichel.
Aliajele turnate cu temperaturi înalte pe bază de nichel folosesc faza ca matricea și adaugă aluminiu, titan, niobium, tantal, etc. pentru a forma faza pentru întărire. Cantitatea de „fază este mare, iar unele aliaje sunt până la 60%; Adăugarea cobaltului poate crește temperatura de dizolvare a fazei și crește temperatura de utilizare a aliajului; Molibdenul, tungstenul și cromul au ca efect de întărire a soluției solide, iar crom, molibden și tantal pot forma, de asemenea, o serie de carburi care întăresc granița; Aluminiul și cromul contribuie la rezistența la oxidare, dar cromul reduce solubilitatea și rezistența la temperatură ridicată a fazei „, deci conținutul de crom ar trebui să fie mai mic; Hafnium: îmbunătățește plasticitatea și rezistența la temperatură medie a aliajului; Pentru a consolida limita de cereale, adăugați cantități adecvate de bor, zirconiu și alte elemente.
Aliajele turnate cu temperatură înaltă pe bază de nichel sunt utilizate pentru cele mai critice componente la temperaturi ridicate ale turbinelor cu gaz pentru aeronave, nave, industrie și vehicule, cum ar fi lame de turbină, lame de ghidare și turbine integrale.
Ii. Câmpuri de aplicare a aliajelor pe bază de nichel
1. Câmpul alimentar
Fabricarea sării, fabricarea sosului de soia, etc. În multe câmpuri de mai sus, oțelul inoxidabil obișnuit 304 nu este competent. În aceste câmpuri speciale, oțelul inoxidabil special este indispensabil și nu poate fi înlocuit. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea rapidă a economiei și îmbunătățirea continuă a nivelului domeniului industrial, tot mai multe proiecte necesită oțel inoxidabil de calitate superioară. Odată cu creșterea cererii de aliaje pe bază de nichel în diverse industrii. În 2011, dimensiunea pieței aliajelor pe bază de nichel din țara mea a atins 23,07 miliarde de yuani, o rată de creștere de la an la an de 19,47%. Prin urmare, nivelul de dezvoltare al industriei este într -o tendință ascendentă constantă.
2. Câmpul de protecție a mediului
Echipamente de desulfurizare a gazelor de ardere pentru generarea de energie electrică, tratarea apelor uzate etc.
3. Câmpul energetic
Generarea de energie atomică, utilizarea cuprinzătoare a cărbunelui, generarea de energie electrică etc.
4. Câmpul petrochimic
Rafinarea uleiului, echipamente chimice și chimice etc.
5. Zonele Mării Marine
Structuri marine în mediu, desalinizare a apei de mare, acvacultură de apă de mare, schimb de căldură în apa de mare etc.
Iii. Perspective pentru dezvoltarea aliajelor pe bază de nichel în China
(I) Cererea de piață continuă să se extindă 1. Creșterea zonelor de aplicare de bază aerospațial : Aplicarea aliajelor pe bază de nichel în părți cheie, cum ar fi componentele la temperaturi ridicate și lamele turbinelor de motoare cu aeronave reprezintă 25%, iar cererea pentru proiecte majore, cum ar fi accelerarea internă a aeronavelor și puterea nucleară de generație a patra generație.
Noile echipamente energetice și de înaltă calitate: Noi materiale pentru baterii pentru vehicule energetice, echipamente de depozitare a energiei eoliene offshore, tehnologie ultra-supercritică de generare a energiei electrice și alte câmpuri au devenit noi puncte de creștere, iar dimensiunea pieței a depășit 50 de miliarde de yuani în 2023.
Chemical and Marine Engineering: Rezistența la coroziune promovează aplicarea sa în echipamente petrochimice, echipamente de explorare a mării adânci (cum ar fi 10, 000- contor de adâncime de adâncime) și alte scenarii.
2. Previziuni privind mărimea pieței Dimensiunea pieței interne este de așteptat să depășească 60 de miliarde de yuani în 2025 și este de așteptat să ajungă la 50 de miliarde de yuani în 2027, iar piața globală va crește până la 3,535 miliarde de yuani până în 2029.
(Ii) Descoperiri tehnologice și localizare accelerată 1. Cercetare și dezvoltare materială de ultimă generație
Proiectul de aliaj pe bază de nichel 10, 000-}} tone în Lanzhou New District se va concentra pe aliaje rezistente la coroziune la temperatură ridicată, nichel pur și alte produse pentru a promova substituția internă.
Tehnologia superalloy bazată pe nichel unic se dezvoltă rapid, iar vânzările globale vor ajunge la 183 milioane USD în 2 0 30, cu o rată de creștere anuală compusă de 4,0%.
2. Dependența de import în scădere
În 2020, decalajul de cerere internă depinde de importuri, iar până în 2023, producția va crește la 42, 000 tone, dar produsele de înaltă calitate se vor baza în continuare pe importuri; În viitor, prin iterație tehnologică, rata de localizare este de așteptat să crească semnificativ.
(Iii) aprofundarea grupurilor industriale regionale
China de Est: Cu Shanghai și Jiangsu ca nucleu, mai mult de 60% din întreprinderile de ultimă generație sunt adunate, iar dimensiunea pieței va ajunge la 21 de miliarde de yuani în 2023, bazându-se pe avantajele clusterului de fabricație a echipamentelor din Delta râului Yangtze.
China de Sud: Noua industrie energetică din zona de golf Guangdong-Hong Kong-MACAO Greater Bay conduce la aplicarea aliajelor pe bază de nichel în baterii de stocare a energiei și energie eoliană offshore, iar dimensiunea pieței va crește cu 15% de la an la an în 2023.
Iv. Provocări și tendințele viitoare ale aliajelor bazate pe nichel
1.. Riscuri de aprovizionare cu materii prime
China are rezerve limitate de resurse de nichel și trebuie să se bazeze pe importuri; Ajustările politicii de nichel din Indonezia (cum ar fi încetinirea licențelor de producție) pot afecta modelul de aprovizionare global.
2. Fabricarea ecologică și modernizarea industrială
Politicile de protecție a mediului promovează cererea curată legată de energie (cum ar fi echipamentele de energie cu hidrogen și materialele pentru baterii), în timp ce tehnologia de fabricație digitală ajută la îmbunătățirea eficienței producției.
3.. Preț și model de concurență
Se preconizează că prețurile nichelului vor reveni în 2025, iar oferta excesivă din partea ofertei vor fi atenuate; Întreprinderile vor răspunde la concurența internațională prin inovația tehnologică și îmbunătățirea calității.
V. Rezumat
Industria de aliaje cu nichel din China va continua să crească de descoperiri în localizare, extinderea cererii în domeniile emergente și dezvoltarea coordonată regională, dar trebuie să depășească dependența de materii prime și barierele tehnologice pentru a obține transformarea și modernizarea de la „expansiunea la scară” la „high-end și verde” ..
