Vật liệu hợp kim nhiệt độ cao được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như động cơ hàng không, động cơ ô tô, tuabin khí, năng lượng hạt nhân, hóa dầu, ... do khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn nhiệt rất tốt.

đặc trưng

Cái gọi là hợp kim nhiệt độ cao là một loại hợp kim có thể hoạt động trong thời gian dài ở nhiệt độ cao trên 600 ° C và một ứng suất nhất định. So với kim loại truyền thống, vật liệu siêu hợp kim có nhiệt độ cao và hiệu suất cao; khả năng chống oxy hóa tốt và chống ăn mòn nhiệt; khả năng chống mỏi tốt, độ bền gãy và độ đàn hồi tốt.

phân loại

Về cơ bản có ba cách để phân chia siêu hợp kim: theo loại nguyên tố ma trận, theo loại tăng cường hợp kim và theo phương pháp tạo hình vật liệu.

Phân loại siêu hợp kim

Quá trình chuẩn bị

Các sản phẩm hợp kim nhiệt độ cao chủ yếu không được tiêu chuẩn hóa nên quy trình sản xuất phức tạp hơn, nhưng về cơ bản có thể chia thành ba bước: nấu chảy, đúc và gia công nóng. Các luyện kim bột ngành công nghiệp thay thế quá trình đúc bằng ép nóng.

ứng dụng

Hợp kim nhiệt độ cao được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như động cơ máy bay, động cơ ô tô, tua bin khí, năng lượng hạt nhân, hóa dầu, v.v., do khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn nhiệt tuyệt vời.

Trong số nhiều lĩnh vực ứng dụng, hàng không vũ trụ vẫn chiếm vị trí quan trọng nhất, chiếm 55% tổng nhu cầu, tiếp theo là ngành điện, chiếm 20%.

Tại sao phải chú ý đến rãnh phân chia của siêu hợp kim?

1. Quan điểm chiến lược: vật liệu siêu hợp kim là vật liệu quân sự chiến lược trong lĩnh vực hàng không vũ trụ

Nâng cao hiệu suất hoạt động của động cơ máy bay, hiện thực hóa nội địa hóa động cơ máy bay và giải quyết “bệnh tim” của ngành hàng không nước ta đã trở thành nhiệm vụ cấp bách ở cấp quốc gia.

đất nước tôi bắt đầu phát triển động cơ máy bay nội địa vào những năm 1960. Sau bao thăng trầm, Trung Quốc đã có những bước tiến vượt bậc từ động cơ phản lực 5 và động cơ phản lực 14 sớm nhất cho đến động cơ phản lực cánh quạt 10 và động cơ phản lực 15 hiện nay. Đặc biệt, việc hoàn thiện động cơ “Taihang” đã hiện thực hóa “ba bước nhảy vọt lớn” của động cơ máy bay quân sự nước ta từ thế hệ thứ hai đến thế hệ thứ ba, từ động cơ phản lực đến động cơ phản lực cánh quạt, từ lực đẩy trung bình đến lực đẩy lớn. Nó có khả năng tự phát triển các động cơ quân sự có lực đẩy cao. Tuy nhiên, vẫn còn hai vấn đề lớn với động cơ máy bay nội địa:

1) So với động cơ nước ngoài, người ta thấy tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng của động cơ phản lực cánh quạt trong nước, chỉ số quan trọng nhất, vẫn tụt hậu.

Xét theo công nghệ hiện nay, để tăng tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng thì nhiệt độ khí phải tăng lên. Mỗi khi nhiệt độ đầu vào tuabin của động cơ máy bay tăng thêm 100°C, tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng có thể tăng khoảng 10% hoặc hiệu suất có thể tăng lên cả một thế hệ. Đối với động cơ máy bay thương mại, cứ tăng lực đẩy 10% có thể tăng sức chở hành khách thêm 10%; đối với động cơ máy bay quân sự, lực đẩy tăng lên của máy bay quân sự sẽ trở nên cơ động và có tính chiến đấu cao hơn.

Để tăng nhiệt độ hoạt động của động cơ hàng không vũ trụ, phương pháp cốt lõi là sử dụng vật liệu hợp kim có nhiệt độ cao. Lượng hợp kim nhiệt độ cao được sử dụng trong động cơ máy bay tiên tiến đã đạt hơn 50%, được gọi là "vật liệu nền tảng của động cơ máy bay tiên tiến".

Hợp kim nhiệt độ cao dùng để chỉ một vật liệu hợp kim có thể chống lại quá trình oxy hóa, ăn mòn và leo ở nhiệt độ cao 600-1200oC và có thể hoạt động trong thời gian dài dưới áp lực cơ học cao. Với việc liên tục nâng cấp thiết bị hàng không trong tương lai, yêu cầu về tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng của động cơ máy bay sẽ tiếp tục tăng và động cơ sẽ ngày càng phụ thuộc nhiều hơn vào vật liệu siêu hợp kim hiệu suất cao.

Những vật liệu mới và quy trình mới sẽ đóng góp hơn 50% cho động cơ với tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng là 12-15. Từ góc độ phát triển trong tương lai, nó thậm chí có thể chiếm tới 67%. Do đó, sự phát triển của vật liệu siêu hợp kim hiệu suất cao chất lượng cao và cải thiện trình độ quy trình của các sản phẩm siêu hợp kim (ví dụ: phát triển quy trình đúc chính xác lưỡi từ tinh thể cân bằng, tinh thể định hướng, sang quy trình đơn tinh thể) là một xu hướng tất yếu cho sự phát triển của ngành công nghiệp siêu hợp kim.

2) động cơ máy bay của nước tôi vẫn được nhập khẩu. Có thể nói, siêu hợp kim là một trong những nút thắt cốt lõi quyết định liệu động cơ hàng không vũ trụ có thể sản xuất hàng loạt hay không. Việc nội địa hóa vật liệu siêu hợp kim là điều kiện tiên quyết cho động cơ máy bay trong nước.

Liên quan đến các sản phẩm hợp kim nhiệt độ cao trong lĩnh vực ứng dụng hàng không vũ trụ, các nước phát triển coi chúng là vật liệu quân sự chiến lược, có mức độ độc quyền công nghệ cao và nghiêm cấm xuất khẩu sản phẩm; tuy nhiên, đất nước tôi vẫn có nhu cầu lớn về hợp kim nhiệt độ cao cần nhập khẩu từ nước ngoài, điều này đủ để giải thích hiện tại ở nước tôi hợp kim nhiệt độ cao trong nước vẫn chưa thể đáp ứng nhu cầu của ngành hàng không vũ trụ và sự thiếu hụt của chúng có thể đã trở thành một trong những yếu tố cốt lõi hạn chế việc sản xuất hàng loạt động cơ hàng không vũ trụ ở nước tôi.

Hơn nữa, vật liệu siêu hợp kim sản xuất trong nước có khoảng cách nhất định với siêu hợp kim nước ngoài về độ tinh khiết, tính đồng nhất, độ ổn định lô và giá thành sản xuất. Họ vẫn chưa thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu về vật chất của các thiết bị cao cấp, đặc biệt là động cơ máy bay. Do đó, việc nội địa hóa các vật liệu siêu hợp kim chất lượng cao và hiệu suất cao cũng là một phần quan trọng của ngành công nghiệp động cơ máy bay trong nước.

2. Từ góc độ công nghiệp: siêu hợp kim hàng không vũ trụ của nước tôi đã đi từ nghiên cứu đến một bước ngoặt trong nội địa hóa quy mô lớn

1) Phía cầu: Các mẫu vũ khí, thiết bị chủ chốt của nước ta đã qua giai đoạn phát triển và hoàn thiện trong “Lô” 13 năm lần thứ XNUMX đã bước vào giai đoạn “sản xuất hàng loạt quy mô lớn”.

Theo trật tự quốc tế về “những thay đổi lớn chưa từng thấy trong một thế kỷ và tốc độ phát triển nhanh chóng”, việc phát triển trang bị quân sự của nước ta đã bước vào thời kỳ tăng tốc bắt kịp. Định hướng cốt lõi là xây dựng khả năng giành chiến thắng trong một cuộc chiến tranh thông thường. Do đó, tên lửa và máy bay quân sự mang tính chiến thuật trong bối cảnh xây dựng năng lực chuẩn bị. Thiết bị là hướng mua sắm thiết bị chính để lấp đầy khoảng trống và tăng cường đào tạo; việc hoàn thành việc phát triển và hoàn thiện các thiết bị này trong "Kế hoạch 13 năm lần thứ 14" cũng đã đặt nền móng công nghiệp cho việc mua số lượng lớn thiết bị và nguyên liệu thô thượng nguồn trong giai đoạn "Kế hoạch XNUMX năm lần thứ XNUMX".

Nhìn chung, sự phát triển của siêu hợp kim trong nước về cơ bản phù hợp với trình độ phát triển của động cơ hàng không vũ trụ trong nước.

Do đó, với sự xuất hiện dần dần của máy bay và tàu quân sự nội địa mới trong tương lai, động cơ trong nước sẽ dần dần chiếm ưu thế, và sự phát triển của vật liệu siêu hợp kim trong nước đang mở ra những cơ hội và bước ngoặt quan trọng.

2) Mặt cung: Siêu hợp kim của nước tôi đã trải qua quá trình từ bắt chước đến du nhập rồi đến đổi mới độc lập. Hiện tại, đất nước tôi đã hình thành một cơ sở sản xuất có quy mô nhất định với công nghệ và thiết bị tiên tiến hơn, đồng thời chúng tôi cũng thấy rằng nhiều công ty liên quan đến siêu hợp kim đang thực hiện kế hoạch mở rộng trong thời gian tới. .

Kể từ khi thử nghiệm thành công lò nung siêu hợp kim GH3030 đầu tiên vào năm 1956, việc nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng siêu hợp kim ở nước ta đến nay đã trải qua hơn 60 năm phát triển. Nhìn lại lịch sử hơn 60 năm, siêu hợp kim của nước tôi đã phát triển từ đầu, từ bắt chước đến đổi mới độc lập, khả năng chịu nhiệt độ của hợp kim thay đổi từ thấp đến cao, công nghệ tiên tiến được áp dụng, vật liệu mới được phát triển, sản xuất các quy trình liên tục được cải tiến và chất lượng sản phẩm không ngừng được cải thiện. , Và đã thiết lập và hoàn thiện hệ thống siêu hợp kim của đất nước tôi, để các vật liệu hợp kim nhiệt độ cao cần thiết cho việc sản xuất và phát triển ngành hàng không và vũ trụ của đất nước tôi đều có trụ sở tại trong nước, đồng thời nó cũng cung cấp các vật liệu nhiệt độ cao cần thiết cho sự phát triển của các ngành công nghiệp khác. đất nước tôi đã trở thành quốc gia thứ tư trên thế giới có hệ thống siêu hợp kim riêng sau Hoa Kỳ, Anh và Nga.

Các đơn vị trong nước tham gia sản xuất siêu hợp kim được chia thành ba loại. Một là các doanh nghiệp thép đặc biệt, như Thép đặc biệt Fushun, Thép đặc biệt Great Wall, Thép đặc biệt Baosteel, v.v.; Viện Kim loại, cũng như Nghiên cứu Thép Gona, nhà sản xuất chuyên nghiệp của Viện Nghiên cứu Sắt thép Trung ương, và các doanh nghiệp tư nhân như Tunan Co., Ltd. và Jiangsu Longda. Chúng tôi thấy rằng nhiều công ty liên quan đến hợp kim nhiệt độ cao đang thực hiện kế hoạch mở rộng trong thời gian tới.

3. Quan điểm lợi nhuận: khối lượng lớn hàng không vũ trụ hạ nguồn, vật liệu mới quân sự thượng nguồn có lợi hơn

Đầu tiên hãy nhìn vào tốc độ tăng trưởng về sản lượng: Thuộc tính tiêu dùng là một trong những yếu tố cốt lõi ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của chuỗi thiết bị. Từ góc độ thuộc tính tiêu dùng, "siêu hợp kim>động cơ hàng không>máy bay quân sự" được đặt lên trên nhu cầu thay thế trong nước. Do đó, ngành công nghiệp siêu hợp kim có liên quan đến hạ nguồn. Tốc độ tăng trưởng của thiết bị máy bay quân sự thậm chí còn cao hơn.

So với máy bay quân sự, nhu cầu về động cơ hàng không xuất phát từ sự gia tăng số lượng máy bay quân sự và sự gia tăng cường độ huấn luyện chiến đấu thực tế để thúc đẩy tiêu thụ; so với động cơ hàng không, các bộ phận nhiệt độ cao làm bằng siêu hợp kim thường xuyên được sửa chữa và thay thế hơn, đồng thời cũng có logic thay thế nhập khẩu ở nước ngoài. Do đó, tốc độ tăng trưởng của ngành siêu hợp kim so với ngành máy bay quân sự sẽ cao hơn. Các công ty niêm yết về hợp kim nhiệt độ cao như ST Fushan Iron and Steel, Steel Research Gona, Tunan Co., Ltd., tốc độ tăng trưởng doanh thu sản phẩm hợp kim nhiệt độ cao của họ sẽ cao hơn đáng kể so với tốc độ tăng trưởng của lắp ráp động cơ hạ nguồn, tức là kinh doanh điện hàng không. Ví dụ: CAGR của thu nhập liên quan đến kinh doanh hợp kim nhiệt độ cao từ năm 2014-2019 của Steel Research Gona là 18.4% và CAGR của thu nhập liên quan đến kinh doanh hợp kim nhiệt độ cao của Tunan Co., Ltd. từ năm 2016 đến Năm 2019 là 24.6%, trong khi CAGR của thu nhập kinh doanh động cơ từ năm 2014 đến năm 2019 chỉ là 8.0%.

Thứ hai, nhìn vào tốc độ tăng trưởng lợi nhuận: So với lắp ráp hạ nguồn, nguyên liệu thượng nguồn ít bị ảnh hưởng bởi cơ chế định giá sản phẩm quân sự. Chúng là những sản phẩm có giá trị sử dụng cao hơn và do đó có cơ chế định giá tương đối theo định hướng thị trường. Điều quan trọng là vật liệu có nhiều khả năng hình thành hiệu ứng cặn, vì vậy hợp kim nhiệt độ cao Lợi nhuận của các công ty vật liệu dự kiến ​​​​sẽ cao hơn so với lắp ráp hạ nguồn.

4. Quan điểm về nhu cầu: thị trường quân sự và dân sự được hướng dẫn chung và nhu cầu về sản phẩm thay thế trong nước rất lớn

Không chỉ trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, siêu hợp kim còn được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp.

Vật liệu hợp kim nhiệt độ cao ban đầu chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Do khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn tuyệt vời, chúng dần dần được ứng dụng vào năng lượng điện, ô tô, luyện kim, sản xuất thủy tinh, năng lượng nguyên tử và các lĩnh vực công nghiệp khác, do đó mở rộng đáng kể các vật liệu hợp kim nhiệt độ cao. Lĩnh vực ứng dụng.

Chia theo nhu cầu hạ nguồn, nhu cầu về siêu hợp kim trong lĩnh vực hàng không vũ trụ chiếm khoảng 55%, tiếp theo là năng lượng và điện chiếm 20% và sản xuất máy móc chiếm 10%.

Hiện tại, theo mục đích sử dụng quân sự và dân sự, nhu cầu về siêu hợp kim là 28%. Với tốc độ hiện đại hóa công nghiệp, siêu hợp kim sẽ có nhiều điểm tăng trưởng trong lĩnh vực công nghiệp, tỷ trọng sử dụng dân dụng sẽ tăng lên và không gian thị trường sẽ rất lớn.

Quy mô toàn cầu: Thị trường siêu hợp kim nước ngoài về cơ bản đã trưởng thành và tốc độ tăng trưởng hàng năm của quy mô thị trường toàn cầu dự kiến ​​sẽ duy trì ở mức khoảng 10%.

Với nhu cầu toàn cầu về vật liệu siêu hợp kim, nhu cầu toàn cầu về siêu hợp kim tiếp tục tăng. Theo Viện Nghiên cứu Công nghiệp Foresight, thị trường siêu hợp kim toàn cầu đạt 12.2 tỷ đô la Mỹ vào năm 2018, YoY +4.8%. Kể từ năm 2012, ngành công nghiệp siêu hợp kim toàn cầu đã tăng trưởng đều đặn và dự kiến ​​sẽ đạt 17.3 tỷ đô la Mỹ vào năm 2024.

Năm 2019, thị trường siêu hợp kim của nước tôi đạt 16.98 tỷ nhân dân tệ, tăng 33.52% so với cùng kỳ năm ngoái. Năng lực sản xuất hợp kim nhiệt độ cao trong nước còn hạn chế và có khoảng cách cung cầu lớn trong dài hạn.

Theo "Báo cáo phân tích kế hoạch triển vọng đầu tư và khảo sát đặc biệt thị trường công nghiệp siêu hợp kim Trung Quốc 2020-2026", sản lượng siêu hợp kim của nước tôi năm 2019 là khoảng 27,600 tấn, nhưng tổng nhu cầu thị trường về siêu hợp kim là khoảng 48,200 tấn, chênh lệch cung cầu là 20,600 tấn. Dựa trên mức giá trung bình của siêu hợp kim của nước tôi năm 2019 là 352,200 nhân dân tệ/tấn, quy mô thị trường của ngành siêu hợp kim của nước tôi là 16.98 tỷ nhân dân tệ, tăng 33.52% so với cùng kỳ năm ngoái. Chúng tôi tập trung vào việc tính toán nhu cầu trong nước về siêu hợp kim trong lĩnh vực động cơ hàng không vũ trụ. Về lâu dài, việc nội địa hóa động cơ máy bay thương mại trong nước cũng sẽ mang lại nhu cầu rất lớn về siêu hợp kim trên thị trường.

Liên kết đến bài viết này ： Hợp kim nhiệt độ cao được sử dụng rộng rãi

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan,đúc chết, kim loại tấm và dậpCung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tô, hàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.