Çin'de nikel bazlı alaşımların gelişimi beklentileri
Yüksek sıcaklık alaşımları genellikle 600 derecenin üzerindeki belirli stres koşulları altında çalışan alaşım malzemeleri ifade eder. Sadece yüksek sıcaklık oksidasyon direncine ve korozyon direncine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek sıcaklık mukavemetine, sürünme mukavemetine ve dayanıklılığa ve iyi yorgunluk direncine de sahiptir. Modern havacılık motorları, uzay aracı ve roket motorlarının yanı sıra gemiler ve endüstriyel gaz türbinleri (türbin bıçakları, rehber kanatlar, türbin diskleri, yanma odaları ve muhafazalar, vb.) İçin önemli bir sıcak uç bileşen malzemesidir ve ayrıca nükleer reaktörler, kömür dönüşüm teknolojisi vb.
1. Nikel bazlı alaşımlara giriş
Nikel bazlı alaşımlar ayrıca nikel bazlı korozyona dirençli alaşımlara, nikel bazlı aşınmaya dayanıklı alaşımlara, nikel bazlı hassas alaşımlara, nikel bazlı şekil bellek alaşımları ve nikel bazlı ısıya dayanıklı alaşımlara ayrılır.
1. Nikel bazlı korozyona dayanıklı alaşımlar
Ana alaşım elemanları bakır, krom ve molibdendir. İyi kapsamlı özelliklere sahiptir ve çeşitli asit korozyonuna ve stres korozyonuna direnebilir. En eski uygulama (1905'te Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen), Monel Alloyu olarak da bilinen nikel-bakır (NI-CU) alaşımıdır. Ek olarak, nikel-krom (NI-CR) alaşımı (yani nikel bazlı ısıya dirençli alaşım, korozyona dirençli alaşımda ısıya dayanıklı korozyon alaşımı), nikel-molibden (NI-MO) alaşımı vardır. Pure nikel aynı zamanda nikel bazlı korozyona dirençli alaşımların tipik bir temsilcisidir. Bu nikel bazlı korozyona dirençli alaşımlar esas olarak petrol, kimya endüstrisi ve elektrik gibi çeşitli korozyona dirençli ortam parçaları üretmek için kullanılır. Nikel bazlı korozyona dirençli alaşımlar çoğunlukla östenitik yapıya sahiptir. Katı çözelti ve yaşlanma tedavisi durumunda, östenit matrisinde metal fazlar ve metal karbonitritler ve alaşımın tane sınırları vardır. Korozyona dirençli çeşitli alaşımlar bileşime göre sınıflandırılır ve özellikleri aşağıdaki gibidir: Ni-Cu alaşımı, azalan ortamda nikelden daha iyi korozyon direncine sahiptir. Ni-Cr alaşımı, yani nikel bazlı ısıya dayanıklı alaşım, esas olarak oksitleyici orta koşullar altında kullanılır. Ni-Mo alaşımı esas olarak orta korozyon koşullarının azaltılması altında kullanılır. Ni-Cr-Mo (W) alaşımı, yukarıda belirtilen Ni-Cr alaşımı ve Ni-Mo alaşımının özelliklerine sahiptir. Ni-Cr-Mo-Cu alaşımı hem nitrik aside hem de sülfürik asit korozyonuna direnme yeteneğine sahiptir ve ayrıca bazı oksitleyici azaltıcı karışık asitlerde iyi korozyon direncine sahiptir.
2. Nikel bazlı aşınmaya dayanıklı alaşım
Ana alaşım elementleri krom, molibden, tungstendir ve ayrıca az miktarda niyobyum, tantal ve indiyum içerir. Aşınma direncine ek olarak, iyi oksidasyon direncine, korozyon direncine ve kaynak özelliklerine de sahiptir. Aşınmaya dirençli parçalar üretmek için kullanılabilir ve ayrıca yüzey ve püskürtme işlemleri yoluyla diğer baz malzemelerinin yüzeyinde kaplanabilen bir kaplama malzemesi olarak da kullanılabilir.
Nikel bazlı alaşım tozları, kendi kendine akışlı alaşım tozları ve kendini akışsız alaşım tozları içerir. Kendi kendini olmayan nikel bazlı toz, B, Si içermeyen veya düşük B ve SI içeriğine sahip olmayan nikel bazlı alaşım tozlarını ifade eder. Nikel alaşım tozuna uygun miktarda B ve Si eklenmesi, nikel bazlı kendi kendine akışlı alaşım tozu oluşturur.
3. Nikel bazlı hassas alaşımlar
Nikel bazlı yumuşak manyetik alaşımlar, nikel bazlı hassas direnç alaşımları ve nikel bazlı elektrikli ısıtma alaşımları dahil. En sık kullanılan yumuşak manyetik alaşım, yaklaşık% 80 nikel içeren Permalloy'dur. Yüksek maksimum geçirgenliğe ve başlangıç geçirgenliğine, düşük zorluğa sahiptir ve elektronik endüstrisinde önemli bir demir çekirdek malzemedir.
Nikel bazlı hassas direnç alaşımlarının ana alaşım elemanları krom, alüminyum ve bakırdır. Bu alaşım yüksek direnç, düşük dirençli sıcaklık katsayısına ve iyi korozyon direncine sahiptir ve dirençler yapmak için kullanılır.
Nikel bazlı elektrotermal alaşım,% 20 krom içeren bir nikel alaşımıdır. İyi oksidasyon direncine ve korozyon direncine sahiptir ve 1000-1100 derecesinde uzun süre kullanılabilir.
4. Nikel bazlı bellek alaşımı
% 50 (at) titanyum içeren nikel alaşım. Geri kazanım sıcaklığı 70 derecedir ve iyi bir şekil bellek etkisine sahiptir. Nikel ve titanyum oranındaki küçük bir değişiklik, iyileşme sıcaklığını 30-100 derecesi aralığında değiştirebilir. Çoğunlukla uzay aracında kullanılan yapısal parçaları, havacılık endüstrisinde kullanılan kendi kendini seansman bağlantı elemanlarını ve biyomıpta kullanılan yapay kalp motorlarını otomatik olarak açmak için kullanılır.
5. Nikel bazlı ısıya dayanıklı alaşımlar
1) Yabancı nikel bazlı alaşımların temsili malzemeleri şunlardır:
(1) Incoloy800 gibi Incoloy alaşımı, ana bileşenler; 32ni -21 cr-ti, al; ısıya dayanıklı alaşımlara aittir;
(2) Inconel600 gibi inconel alaşımı, ana bileşenler; 73ni -15 cr-ti, al; ısıya dayanıklı alaşımlara aittir;
(3) Hastelloy C -276 gibi hastelloy alaşımı, ana bileşenler; 56ni -16 cr -16 mo -4 w; korozyona dayanıklı alaşımlara aittir;
(4) Monel 400 gibi Monel alaşımı, ana bileşenler; 65ni -34 cu; korozyona dayanıklı alaşımlara aittir;
2) Ana matris bileşeni olarak nikelli yerli deforme olabilen yüksek sıcaklık alaşımları
Çin pinyin harfi "GH" artı GH36, GH49, GH141, vb. Gibi bir seri numarası ile gösterilir. Dövme, haddeleme ve ekstrüzyon gibi geleneksel soğuk ve sıcak deformasyon yöntemleri ile malzemelere işlenebilir.
Güçlendirme yöntemine göre, üç kategoriye ayrılabilir: katı çözelti güçlendirilmiş nikel bazlı deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımı, zayıf yaşlanma güçlendirilmiş nikel bazlı deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımı ve güçlü yaşlanma güçlendirilmiş nikel bazlı deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımı.
Uygulama: Nikel bazlı deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımı, havacılık jeti motorlarının sıcak uç kısımlarını ve çalışma bıçakları, kılavuz bıçaklar, türbin diskleri ve yanma odaları gibi çeşitli endüstriyel gaz türbinlerini üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.
3) Ana bileşen olarak nikel ile yerli döküm yüksek sıcaklık alaşımları
"K" artı K1, K2, vb. Gibi seri numarası ile gösterilen çalışma sıcaklığı ve mukavemet artmasıyla, yüksek sıcaklık alaşımlarının alaşım derecesi yükseliyor ve sıcak işleme ve oluşturma gittikçe zorlaşıyor ve üretim için döküm teknolojisi kullanılmalıdır. Buna ek olarak, soğutma teknolojisi kullanılarak içi boş bıçağın iç karmaşık boşluğu sadece hassas döküm teknolojisi tarafından üretilebilir. Bu şekilde, nikel bazlı deforme olmuş yüksek sıcaklık alaşımı, nikel bazlı döküm yüksek sıcaklık alaşımına dönüştürülür.
Nikel bazlı döküm yüksek sıcaklık alaşımları, matris olarak faz kullanır ve güçlendirme için ´ fazı oluşturmak için alüminyum, titanyum, niyobyum, tantal, vb. ´ fazı büyüktür ve bazı alaşımlar%60 kadar yüksektir; Kobalt eklenmesi, ´ fazının çözünme sıcaklığını artırabilir ve alaşımın kullanım sıcaklığını artırabilir; Molibden, tungsten ve krom katı çözeltiyi güçlendirme etkisine sahiptir ve krom, molibden ve tantal da tane sınırını güçlendiren bir dizi karbür oluşturabilir; Alüminyum ve krom oksidasyon direncine katkıda bulunur, ancak krom ´ fazının çözünürlüğünü ve yüksek sıcaklık mukavemetini azaltır, bu nedenle krom içeriği daha düşük olmalıdır; Hafnium: Alaşımın orta sıcaklık plastisitesini ve mukavemetini iyileştirir; Tahıl sınırını güçlendirmek için uygun miktarlarda bor, zirkonyum ve diğer elementleri ekleyin.
Nikel bazlı döküm yüksek sıcaklık alaşımları, türbin bıçakları, kılavuz bıçaklar ve integral türbinler gibi uçaklar, gemiler, endüstri ve araçlar için gaz türbinlerinin en kritik yüksek sıcaklık bileşenleri için kullanılır.
İi. Nikel bazlı alaşımların uygulama alanları
1. Yemek alanı
Tuz yapımı, soya sosu demleme, vb. Yukarıdaki birçok alanda sıradan paslanmaz çelik 304 yetkin değildir. Bu özel alanlarda, özel paslanmaz çelik vazgeçilmezdir ve değiştirilemez. Son yıllarda, ekonominin hızlı gelişimi ve endüstriyel alan seviyesinin sürekli iyileştirilmesi ile giderek daha fazla proje daha yüksek dereceli paslanmaz çelik gerektirir. Çeşitli endüstrilerde nikel bazlı alaşımlara olan talebin büyümesiyle. 2011 yılında, ülkemdeki nikel bazlı alaşımların pazar büyüklüğü, yıllık%19.47 büyüme oranı olan 23.07 milyar yuan'a ulaştı. Bu nedenle, endüstrinin kalkınma seviyesi istikrarlı bir yükseliş eğilimindedir.
2. Çevre Koruma Alanı
Enerji üretimi, atık su arıtma, vb. İçin baca gazı desülfürizasyon ekipmanı
3. Enerji alanı
Atomik enerji üretimi, kömürün kapsamlı kullanımı, gelgit enerjisi üretimi, vb.
4. Petrokimya alan
Yağ rafinasyonu, kimyasal ve kimyasal ekipman vb.
5. Deniz Denizi Alanları
Çevredeki deniz yapıları, deniz suyu tuzdan arındırma, deniz suyu su ürünleri yetiştiriciliği, deniz suyu ısı değişimi vb.
III. Çin'de nikel bazlı alaşımların gelişimi için görünüm
(İ) Piyasa talebi, 1. çekirdek uygulama alanlarındaki büyüme Havacılık ve Uzay : Nikel bazlı alaşımların yüksek sıcaklık bileşenleri ve uçak motorlarının türbin bıçaklarına uygulanması%25'i oluşturur ve yurtiçi büyük uçak ve dördüncü generasyon nükleer güç gibi büyük projelere olan talep birleştirilmiştir.
Yeni enerji ve üst düzey ekipman : Yeni enerji aracı pil malzemeleri, açık deniz rüzgar enerjisi depolama ekipmanı, ultra süpritik enerji üretimi teknolojisi ve diğer alanlar yeni büyüme noktaları haline geldi ve pazar büyüklüğü 2023'te 50 milyar yuan'ı aştı.
Kimyasal ve Deniz Mühendisliği: Korozyon direnci, petrokimya ekipmanlarına, derin deniz keşif ekipmanlarına (10, 000- metre derin deniz dalgıçları gibi) ve diğer senaryolarda uygulamasını teşvik eder.
2. Piyasa Büyüklüğü Tahmini İç pazar büyüklüğünün 2025'te 60 milyar yuan'ı aşması bekleniyor ve 2027'de 50 milyar yuan'a ulaşması bekleniyor ve küresel pazar 2029'a kadar 3.535 milyar yuan'a yükselecek.
(İi) Teknolojik atılımlar ve hızlandırılmış lokalizasyon 1. Üst düzey Maddi Araştırma ve Geliştirme
Lanzhou yeni bölgesindeki 10, {1}} ton nikel bazlı alaşım projesi, yerli ikameyi teşvik etmek için yüksek sıcaklık korozyona dayanıklı alaşımlara, saf nikel ve diğer ürünlere odaklanacaktır.
Tek kristal nikel tabanlı süper alaşım teknolojisi hızla gelişiyor ve küresel satışların 2 0 30'da 183 milyon ABD dolarına ulaşması ve bileşik yıllık büyüme oranı%4.0 ile ulaşması bekleniyor.
2. Azalan ithalat bağımlılığı
2020'de, yurtiçi arz-talep boşluğu ithalata bağlıdır ve 2023 yılına kadar çıktı 42, 000 tona yükselecektir, ancak üst düzey ürünler yine de ithalata dayanacaktır; Gelecekte, teknolojik yineleme yoluyla, lokalizasyon oranının önemli ölçüde artması beklenmektedir.
(İii) Bölgesel endüstriyel kümelerin derinleşmesi
Doğu Çin: Şangay ve Jiangsu çekirdek olarak, üst düzey işletmelerin% 60'ından fazlası toplanıyor ve pazar büyüklüğü 2023'te Yangtze Nehri Delta'daki ekipman üretim kümesinin avantajlarına dayanarak 21 milyar yuan'a ulaşacak.
Güney Çin: Guangdong-Hong Kong-Macao'daki yeni enerji endüstrisi Greater Bay Area, enerji depolama pillerinde ve açık deniz rüzgar gücüne nikel bazlı alaşımların uygulanmasını yönlendiriyor ve pazar büyüklüğü 2023'te yıllık% 15 artacak.
IV. Nikel bazlı alaşımların zorlukları ve gelecekteki eğilimleri
1. hammadde arz riskleri
Çin'in sınırlı nikel kaynak rezervleri vardır ve ithalata güvenmesi gerekir; Endonezya'nın nikel cevheri politika ayarlamaları (yavaşlama lisansları gibi) küresel arz modelini etkileyebilir.
2. Yeşil üretim ve endüstriyel yükseltme
Çevre koruma politikaları, enerji ile ilgili temiz talebi (hidrojen enerji ekipmanı ve pil malzemeleri gibi) teşvik ederken, dijital üretim teknolojisi üretim verimliliğini artırmaya yardımcı olur ”.
3. Fiyat ve Rekabet Deseni
Nikel fiyatlarının 2025'te toparlanması bekleniyor ve arz tarafındaki aşırı arz hafifletilecek; İşletmeler, teknolojik yenilik ve kalite iyileştirme yoluyla uluslararası rekabete cevap verecektir.
V. Özet
Çin'in nikel bazlı alaşım endüstrisi, yerelleştirmedeki atılımlar, gelişmekte olan alanlarda talebin genişletilmesi ve bölgesel koordineli gelişme ile büyümeye devam edecektir, ancak dönüşüm elde etmek ve "ölçek genişlemesinden" "üst düzey ve yeşil" e yükselmek için hammadde bağımlılığının ve teknolojik engellerin üstesinden gelmesi gerekiyor.
