
鎳基合金的國內外市場發展現狀及展望
1、前言
鎳基合金是在純鎳中提高耐蝕性的Cr、Mo、W、Cu、Si等的含量,通過合金化手段,開發出的一系列耐蝕及具有高溫性能的合金。鎳基合金不僅有優異的耐腐蝕性能及抗高溫腐蝕性能,而且具有強度高、塑韌性好、耐高溫,冷熱變形、加工成型和焊接性能好等性能,被廣泛應用于冶金、電力、石化、海洋、航空航天、核電等領域[1,2,3]。
隨著我國經濟的快速發展,航空航天、核電、海洋艦船等領域對鎳基合金的需求越來越大,尤其發動機耐高溫材料、油井套管材料、燃氣輪機材料、核電換熱器管材等有著不可替代的應用,同時,市場對鎳基合金的需求越來越大。
2、鎳基合金的國外市場現狀分析
2.1 全球鎳基合金市場現狀
圖1-圖4對比分析近15年的亞洲、美洲、歐洲及全球鎳基合金產量變化趨勢。
全球鎳基合金產量隨著經濟的發展而增長,從歷年產量來看,僅在2003年及2009年產量減少外,其中2003年鎳基合金產量20.31萬噸,2009年鎳基合金產量21.65萬噸,其余均呈現增長的趨勢,其產量由2000年的25.57萬噸增長至2014年的33萬噸,產量增加了7.43萬噸。
歐洲地區仍為全球鎳基合金主要的生產地區,2000年的產量為**萬噸,2014年鎳合金的總產量達到**萬噸,近15年產量增加了**萬噸,并以石化業用鎳基耐蝕合金使用量最多……
美洲地區2000年的產量為***萬噸,2014年美洲鎳基合金的總產量達到**萬噸,其中美國在鎳基合金材料方面以高性能合金最多,由于美國在航空航天領域發展較快,應用的鎳基合金材料量較大。但是在2003年和2009年分別降至……
亞洲地區2000年鎳基合金產量為***萬噸,2014年亞洲地區鎳基合金總產量為***萬噸,2003年和2009年分別降至……
2.2全球鎳基合金生產現狀
目前,全球鎳基合金生產商主要集中在歐洲、美洲和亞洲地區,全球十大廠商的總產量約占全球的71%。SMC(美國國際鎳合金集團)、Sandvik(瑞典山特維克公司)、ThyssenKruppVDM(德國)、日本住友金屬分別為美洲、歐洲和亞洲的重要生產企業。
歐洲地區的主要生產企業包括,瑞典的Sandvik公司、德國的ThyssenKruppVDM公司。其中,Sandvik公司作為世界領先的不銹鋼和特種合金材料的生產和銷售公司,開發了鎳基合金油套管Sanicro28和Sanicro29,該系列牌號鎳基合金在極其惡劣的工況下,產品具有很高的抗SSC性和抗CO2腐蝕性,同時具有高強度。德國的ThyssenKruppVDM公司是全球生產鎳基合金第二大公司,蒂森克虜伯VDM是德國蒂森克虜伯集團內專業生產鎳合金的全資子公司.作為世界知名金屬材料制造商,100年來克虜伯VDM一直致力于……
美國SMC國際鎳合金集團在開發和生產鎳基及其它高性能合金方面是全球的領先者,具有多年的開發和生產經驗,研究了高含硫以及含有Cl-和CO2條件下的合金028、825、G-3和C-276等鎳基合金的腐蝕問題。其中合金825和028作為油管材料在世界范圍內的含硫氣井中廣泛使用多年,配合時效強化合金925(UNS N09925)和718(UNS N07718)用于地表層以及油井井口裝置,已經有10年以上的服役經驗。
美國Haynes公司則以生產耐蝕的哈氏合金(Hastelloy)A、B、C、D、F、G、N、W和X等系列合金,以及高溫的Haynes系列合金產品為主,近期也開發出Hastelloy C-2000、G-35、G-50、C-22HS。
日本住友金屬采用電爐冶煉,配合AOD(氬氧脫碳法)和VOD(真空吹氧脫碳法)進行精煉,開發了一系列用于高濃度H2S、Cl-和CO2共存環境的油井用鎳基合金油套管,牌號為……
2.3 全球鎳基合金應用現狀
鎳基合金具有特殊的化學成分和物理性能,可被廣泛應用在耐腐蝕、高溫的環境下,應用在電子及電器、焊接材料、能源開發、化工、航空、航天、艦船等領域。另一方面,鎳基合金價格較不銹鋼貴,若考慮到使用環境以及材料在苛刻條件下的使用壽命,鎳基合金反而具有很大的優勢;尤其是鎳基合金優異的耐蝕性能,可以通過延長設備壽命來減少維修費用或減少設備停用而節省長期費用……
如圖7所示,航空業與化學工業是應用最大的領域,分別占到**%和**%,其他如電子業、電力設備、油氣業也都用**%以上的占有率。另外就高性能鎳基合金而言,航空航天工業與工業燃氣輪機(IGT)占約**%,高性能鎳基合金主要應用于傳統引擎的高溫部位,近年來為了滿足高輸出與高效率的要求,對發動機材料提出了更高的要求,尤其是耐高溫性能。因而中溫部位也逐漸改為鈦合金和鎳基合金,以便達到高強度化、輕量化和高溫化。
高性能鎳基合金除著重材料的耐熱、耐蝕性能外,更具備有優良的高溫強度,通常用于航空、航天渦輪發動機零件,如圖8所示,2012年航空航天業用高性能鎳基合金**萬噸,占全球鎳基合金使用量的**%;其次是石油化工領域用耐蝕合金,2012年使用量……
3、鎳基合金的國內市場現狀分析
3.1 國內鎳基合金市場現狀
我國有全球最大的鎳基合金需求缺口,加之中國經濟的快速發展,近年實施的一些列大型工程如大飛機計劃、嫦娥工程、核電發展計劃、海洋工程、西氣東輸、油氣田開發以及環保領域(垃圾焚燒)等,這些都為中國鎳基合金產業發展提供了巨大的需求。另一方面,每當鎳基合金葉片耐熱溫度提高40℃,渦輪機熱效率可提高1%;因此,日本等工業發達國家將汽輪機、渦輪機發電效率到2020年碳排放量降低25%作為主要目標之一,這也促進了對高性能鎳基合金的研制和產業化發展。
從上面圖9統計數據可以看出,電解鎳價格在近10年內波動較大,2004年到2007年,.電解鎳價格從……
我國鎳基合金生產處于產品生命周期的初期,產量并不高,根據圖10統計,2007年我國鎳基合金產量約**萬噸,而2013年的鎳基合金產量達到**萬噸,6年時間產量增加了……
3.2 國內鎳基合金管生產現狀
目前國內鎳基合金研究和生產的企業有重慶儀表材料研究所、北京鋼鐵研究總院、寶鋼集團上鋼五廠、撫順特殊鋼公司、東北特鋼、長城特殊鋼、太原鋼鐵集團、久立特材和北京鋼研高納公司。雖然重慶儀表材料研究所早在1970年即開發采氣專用鎳基合金(3YC7),之后也引進儀表用鎳基哈氏合金(3YC24)、高溫抗氧化測溫保護管材料(3YC52),但自主創新能力不強,原創性研發滯后,制約著鎳基合金產業的發展。
不過,近年來也有不少鎳基合金材料關鍵技術得到突破,如重慶儀表材料研究所推出性能與lnconel 925相當,但成本略低的3YC62合金;撫順特殊鋼公司在2009年首次冶煉成功的石油套管用TDJ-G3高溫合金及高溫合金GH536,并與2013年7月與中國石化撫順石油化工研究院達成戰略合作……
2011年9月寶鋼實現鎳基合金油套管牌號和規格全覆蓋,工業化生產了一系列鎳基合金油管(BG2235、BG2830、BG2242、BG2250)[8]。寶鋼生產的鎳基合金油井管(BG2250、BG2532等合金)產品于2013年得到國外訂單,并在2013年年初首創連鑄-爐卷熱軋-冷軋工藝,實現大卷重鎳基耐蝕合金、精密合金等產品批量供貨能力,其產品最大寬度達到1250mm,最重可達16噸,目前已全面進入市場。
4、結論
通過對鎳基合金市場的國內外現狀分析,目前全球鎳基合金生產主要集中在歐洲、美洲和亞洲,其中中國鎳基合金產業發展迅速,2013年的鎳基合金產量達到***萬噸,實際需求量在**萬噸,鎳基合金的市場規模達到了**億元
隨著航空、航天、艦船、核電等工業領域的快速發展和能源、海洋工程對高性能鎳基合金的需求,尤其是我國啟動的大飛機(C919)、高性能發動機專項研制計劃、載人航天、海洋工程用材料研制計劃的實施,鎳基合金產業將會有更快的發展,市場對鎳基合金的需求量將會更大。
詳見《中國鈦業》2015年第1期
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