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国内的高温合金技术和国外相比尚有差距,高温合金行业受高度重视

五度易链 2019-05-06 2062 0

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高温合金的应用领域十分广泛,国际市场每年要产生将近40万吨的高温合金材料。企业的分布范围也呈现寡头趋势。国内的高温合金技术和国外相比尚有差距。


高温合金的应用领域十分广泛,国际市场每年要产生将近40万吨的高温合金材料。企业的分布范围也呈现寡头趋势。国内的高温合金技术和国外相比尚有差距。

在涉及航天航空应用领域的高温合金钢产品,发达国家作为战略军事物资,从不出口。美国在高温合金研发应用方面一直处于世界领先地位,年产量约 5 万吨,通用、普惠、 汉因斯-斯泰特公司、因科国际公司等均发展出高温合金品牌。欧洲是主要的高温合金生产研发代表,代表公司有英国国际镍公司、罗罗等。日本在镍基单晶高温合金、镍基超塑性高温合金和氧化物晶粒强化高温合金方面取得较大的成功,主要的高温合金生产企业是 IHIcorporation, JFE、新日铁和神户制钢公司。

目前我国高温合金年生产能力达1万多吨,可生产棒、盘、板、丝、带、环、管材及精密铸件,一定程度上讲,航空和其他工业部门使用的各种高温合金均可在国内生产供应。据统计,几十年来我国共生产各类高温合金6万多吨,保证了5万多台航空发动机的生产和发展需要。

虽然经过多年的发展,无论是研制还是生产,我国的高温合金产业都形成了一定的规模和水平,但与发达国家相比,还存在一些差距,这些差距使得国内厂商主要还集中在中低端产品的制造上,高端的高温合金产品市场,依然依赖于进口产品。但随着我国科技实力的发展,以钢研高纳为代表的一部分企业,已经在科研创新和生产工艺上取得了突破,有相当一部分产品可以替代进口。可以预期整个行业也会向着高端化的方向发展。

2018年我国高温合金需求量约37400吨,均价约34.01万元/吨,高温合金行业规模127.2亿元。我国高温合金行业质和量均存缺口,相关企业具备数倍成长潜力。这就需要国内高温合金生产企业提高现有的研发能力,同时还要提高生产设备质量,使其具有生产先进高温合金材料的实力。

中国高温合金的研发起步于20世纪50年代,1956年在苏联专家指导下炼出GH3030。经过几代材料人的努力,现在已形成自己的高温合金体系。目前我国高温合金牌号和品种很多,变形高温合金有50多个牌号,铸造高温合金有40多个牌号。它们广泛用作燃气涡轮发动机的热端关键部件。如:涡轮盘、涡轮工作叶片、涡轮导向叶片、燃烧室和加力燃烧室等零部件材料。在我国研制(包括仿制)的高温合金中,有些已达到国外同类合金水平。例如叶片用合金GH5188、K417G、K403、DZ4、DZ22、DZ125、IC6、DD3等;涡轮盘用合金GH901、GH4133B、GH710、K418B、K6C等;燃烧室用合金GH1140、GH4099、GH1015等;环形件用合金GH903、GH907、GH909。

随着我国研发技术的不断进步,过去一直掣肘国产战机的航空发动机已经获得了长足的进步。目前,我国第三代主力战机歼10B已经开始猎装国产的WS10发动机,其所采用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘均已经突破技术瓶颈,并开始规模化生产,发动机的寿命和可靠性得到大幅提升。而在核电领域,宝钢特钢与久立特材分别于2010年、2012年实现蒸发器U型管零的突破,目前已具备为国内AP1000、CAP1400以及“华龙一号”最新堆形提供蒸发器管能力。与此同时,旨在解决国内航空发动机短板的“两机”重大专项已经过国务院、政治局常委讨论通过,相关发展专项正在论证启动中,预计2020年前,研发资助资金投入规模将不少于2000亿元,以高温合金为代表的高端原材料也成为计划的重点突破方向。技术+政策双管齐下,即使仅按照国产化率为40%的中性预测,预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右。

如今航空航天及高温合金材料行业相关重大科技项目已上升为国家战略。高温合金在主要领域需求不断增长,主要有:航空、汽轮机、核电、汽车等领域。

现在国内已经形成了高温合金完整的研发和生产链,构建了能够进行铸造生产的生产基地。而随着技术的不断突破,高温合金市场也将迎来新的发展动向。


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