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粉末高温合金是新型高温合金 在航空航天领域潜力巨大

2022-09-09 17:05      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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粉末高温合金是新型高温合金 在航空航天领域潜力巨大

  粉末高温合金,是利用粉末冶金工艺制成零部件的高温合金材料。粉末高温合金是一种新型高温合金,其以金属粉末为原料,在真空或惰性气体保护下,采用热加工技术制造零部件。粉末高温合金的基体材料主要是铁、镍、钴,镍基粉末高温合金应用比例较高,通常情况下还会添加铝、钛、钨、钼、铬、钽等元素,以提高产品综合性能。粉末高温合金在航空航天产业中发展潜力巨大。
 
  按照成型方式来划分,高温合金可以分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金三大类。变形高温合金应用最为广泛,市场份额占比达到60%以上,为提高性能,高温合金成分不断优化,变形高温合金逐渐无法满足复杂成分高温合金加工需求。铸造高温合金市场份额占比在25%左右,采用直接凝固成形法制造铸件,可以加工复杂成分高温合金,并能够铸造复杂结构铸件,但铸造工艺会使材料组织偏析,从而导致合金力学性能波动。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国粉末高温合金行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,粉末高温合金具有可加工成分复杂材料、可制造结构复杂零部件的优点,同时组织均匀性优异,可以解决铸造高温合金存在的力学性能波动问题,产品的工作温度进一步提高,屈服强度、拉伸强度、持久强度、抗高温氧化性、抗热腐蚀性、抗疲劳性等性能进一步提升,进一步扩大了高温合金的应用领域。粉末高温合金凭借优异的综合性能,成为航空发动机涡轮盘制造的首选材料。
 
  20世纪60年代,美国杜邦率先开发出粉末高温合金并实现生产。按照强化方式来划分,粉末高温合金可以分为弥散强化型、沉淀强化型两大类产品。弥散强化型粉末高温合金起步较早,利用弥散均匀分布的惰性氧化物进行强化;沉淀强化型粉末高温合金采用预合金化粉末进行强化,可进一步提高高温合金综合性能,提升合金材料利用率,并能够加工成型困难的高温合金材料,具有强大优越性。
 
  2021年,全球高温合金市场规模约为68.4亿美元;预计2022-2027年,全球高温合金市场将继续以5.1%左右的年均复合增速增长,到2027年市场规模将达到92.2亿美元左右。现阶段在三大类高温合金产品中,粉末高温合金市场份额占比最小,仅在15%左右,但作为新一代产品,在高温合金成分日益复杂,航空发动机零部件精度与性能要求日益提高的背景下,其市场潜力更大,未来份额占比有望持续提高。
 
  新思界行业分析人士表示,相较于变形高温合金、铸造高温合金,粉末高温合金在综合性能大幅提升的同时,制造难度也在同步增大。目前在全球范围内,具有粉末高温合金研发及生产能力的仅有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数国家。对比来看,美国在粉末高温合金领域技术先进,能够生产第四代产品。我国粉末高温合金行业起步晚于美国,目前第四代粉末高温合金仍处于探索研究阶段,存在较大差距。
 
关键字: 粉末高温合金