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高溫合金管國內發展
自1956年爐高溫合金GH3030試煉成功,迄今為止,我國高溫合金的研究、生產和應用已歷經60年的發展歷程。60年的高溫合金發展可以分為三個階段。
個階段:從1956年至20世紀70年代初是我國高溫合金的創業和起始階段。本階段主要是仿制前蘇聯高溫合金為主體的合金系列,如:GH4033,GH4049,GH2036,GH3030,K401和K403等。
第二個階段:從20世紀70年代中至90年代中期,是我國高溫合金的提高階段。主階段主要試制歐美型號的發動機,提高高溫合金生產工藝技術和產品質量控制。
第三階段:從20世紀90年代中至今,是我國高溫合金的全新發展階段。本階段主要是應用和開發了一批新工藝,研制和生產了一系列高性能、次的新合金。
在此基礎上,我國已具備了高溫合金新材料、新工藝自主研發和研究的能力,生產的能力等一系列的綜合服務體系。
高溫合金管根據鑄造合金的使用溫度,可以分為以下三類:
類:在-253~650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能,特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金,其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用于制作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。
第二類:在650~950℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金,950℃時,拉伸強度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;950℃,200小時的持久強度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。
第三類:在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金,1100℃、130MPa的應力下持久壽命大于100小時。這是國內使用溫度高的渦輪葉片材料,適用于制作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。
高溫合金管按照基體的不同,分為:鐵基高溫合金,鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合金。
鎳基合金是指在650~1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。按照主要性能又細分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。
鎳基合金在許多的領域中,比如:
1、海洋:海域環境的海洋構造物,海水淡化,海水養殖,海水熱交換等。
2、環保領域:火力發電的煙氣脫硫裝置,廢水處理等。
3、能源領域:原子能發電,煤炭的綜合利用,海潮發電等。
4、石油化工領域:煉油,化學化工設備等。
5、食品領域:制鹽,醬油釀造等。在以上的眾多領域中,普通不銹鋼304是無法勝任的,在這些特殊的領域中,特種不銹鋼是不可缺少的,也是不可被替代的。近幾年來,隨著經濟的快速發達,隨著工業領域的層次的不斷提高,越來越多的項目需要檔次更高的不銹鋼。隨著各行業對鎳基合金需求量的增長。2011年我國鎳基合金市場規模達到230.7億元,同比增長率19.47%。因此,行業發展水平處于穩步上升趨勢。
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