涡轮叶片主要材质包括单晶、轴晶、定向柱晶等。单晶涡轮叶片指使用一个晶粒铸造而成的涡轮叶片。单晶涡轮叶片具有抗氧化性好、可用于恶劣环境中、耐高温高压、耐腐蚀、耐磨等优势,在地面燃气轮机、航空发动机中应用广泛。
单晶涡轮叶片原材料为优质高温合金,包括镍基高温合金、钴基高温合金等。镍基高温合金在单晶涡轮叶片生产过程中应用较多,为其核心原材料,具有耐高温、耐腐蚀、强度高等优势。镍铼高温合金属于高性能镍基高温合金,其加入金属铼这一稳定金属元素,提高了镍基高温合金的熔点及沸点,为单晶涡轮叶片理想原材料。近年来,伴随技术进步,我国镍铼合金单晶涡轮叶片产能有所提升。
根据新思界产业研究中心发布的《
2023-2028年单晶涡轮叶片行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,发展至现阶段,我国单晶涡轮叶片已经有三代产品。第一代单晶涡轮叶片名为DD3单晶涡轮叶片,产生于上世纪八十年代初,采用气膜冷却单通道空心技术制得,耐高温性极佳;第二代为DD6单晶涡轮叶片,于上世纪九十年代研发成功,其首次采用镍铼高温合金为主要原材料;第三代为DD9单晶涡轮叶片,可承受1450度高温,被广泛应用于我国现役机型涡轮发动机中。
单晶涡轮叶片性能优异,在地面燃气轮机、航空发动机、船舶发动机、发电机等领域拥有广阔应用前景。近年来,受市场前景吸引,我国单晶涡轮叶片研发热情持续高涨。2022年华中科技大学魏青松教授课题组利用SLM150设备,基于增材制造技术(3D打印技术),实现了单晶稳定生长,该技术未来有望用于大尺寸单晶涡轮叶片的制造过程中。
我国单晶涡轮叶片行业集中度较高,龙头企业占据市场主要份额,包括成都航宇、万泽股份等。成都航宇为炼石航空旗下子公司,其专注于单晶涡轮叶片、高温合金等产品的研发、生产及销售,具备单晶涡轮叶片批量供应能力。
新思界
行业分析人士表示,单晶涡轮叶片在发动机、燃气轮机、发电机等领域应用广泛,在原材料方面,随着研究不断深入,我国镍铼高温合金产能及产量有所提升,这为单晶涡轮叶片行业发展提供有利条件。未来伴随技术创新水平提高,我国单晶涡轮叶片行业将逐渐往高性能方向发展。