我国高温合金产业供不应求局面未发生明显变化

　　我国2009年高温合金材料年生产量约1万吨左右，每年需求达2万吨以上。近年来需求端不断提升，供不应求的局面未发生明显变化。

　　国内从事高温合金材料生产的企业数量有限，分为生产基地和研发基地两大类。生产方面主要形成了以抚顺特钢、上钢五厂、长钢三厂和齐齐哈尔等特钢厂等

　　为主体的变形高温合金生产基地、以航空发动机制造公司精密铸造厂为主体的铸造高温合金生产基地和以钢铁研究总院、北京航材院和沈阳金属所等科研院所为主体的高端高温合金材料的生产研发基地等三大基地。我国目前航空和其他工业部门使用的各种一般高温合金均可在国内生产供应。

　　国家对高温合金产业高度重视，2010年国家最1高科学技术奖颁发给我国高温合金之父、中国科学院金属研究所所长师昌绪院士。在经济转型升级的背景下，《国家“十二五”科学和技术发展规划》将新材料列为七大战略新兴产业之一，一系列重大政策出台为高温合金产业发展提供了有力的支持。

　　我国军1用航空发动机产业将迎来庞大市场

　　2014年中国国防预算8082.3亿元，同比增长12.2%，增速高于2013年，过去20年保持两位数以上的复合增速，军费稳定高速增长为军备建设提供了有力支撑。然而，就军费占GDP的比重来看，近20年中国军费占GDP比重始终保持在1%-1.5%之间，即使以斯德哥尔摩国际和平研究所的统计数据，中国军费历年来占GDP的比重仍不到2%，低于英、法、印度的2%-3%，更远低于美、俄的4%-5%，因此我们认为，我国军费仍有巨大的增长空间，预计未来10年我国的国防开支将保持12%左右的年均增速。

　　民用航空领域前景更加辽阔

　　相较于我国军1用发动机跨越式发展的步伐，我国民用发动机依然是几乎空白。我国最1新自主研制的ARJ-21客机使用美国GE公司的CF34-10A发动机，而C919大飞机则使用CFM国际公司研制的LEAP-X1C发动机。中航工业已于2009年出资设立中航商用航空发动机有限责任公司，作为国家大型客机发动机项目主体和总承制单位。未来随民用飞机发动机国产化，高温合金需求前景非常辽阔。

　　相对军机来说，民用飞机是更庞大的市场，强劲的经济和客流增长将成为亚太地区新飞机需求的主要推动因素。波音预计未来20年，美国和欧盟等已形成一定规模的航空市场增长将逐步放缓，全球主要的增长由新兴经济体引领，20年内亚太地区将超越北美成为世界最1大的航空市场，复合增速5.5%。中国作为亚太地区乃至经济增长最1快的经济体之一，增速达到6.5%以上。

碳钢/镍基复合管生产工艺及焊接方法比较　

　碳钢/镍基复合管是以普通碳钢作为基层，镍基合金作为衬层的复合管。虽然这两种材料的化学、物理、力学性能差异较大，但是采用先进的相关技术可实现两者冶金熔合，从而制备出使用性能更好的高性能复合管。

　　高镍耐蚀合金既具有良好的耐蚀性，又具有强度高，塑、韧性好，冷、热变形优的特点，因而可广泛用于石油、化工、湿法冶金、原子能、海洋开发和航空工业。随着工业技术的迅猛发展，尤其是在输送腐蚀性介质方面，可以替代多种纯耐蚀合金产品，在很大范围内降低成本。除此之外，随着油田现场施工条件的复杂和恶劣程度不断增加，要求所使用的管体和管体对接焊缝必须适应酸性腐蚀、电化学腐蚀等错综复杂的腐蚀环境。因此，越来越多的碳钢/镍基复合管可以在油气开采中使用，但其小径复合管焊缝的超声波检测技术仍然存在很多难点。鉴于此种情况，研究碳钢/镍基复合管的生产工艺及小径复合管对接焊缝超声波检测技术非常有必要。

　　碳钢/镍基复合管的主要生产工艺流程分为4步：首先，碳钢和镍基合金的冶炼；其次，离心浇注；第三，热挤压；最后，冷轧。由于碳钢/镍基复合管碳钢基层和镍基合金衬层的作用不同，其相关技术要求差异比较大，理化性能差别大，给热挤压成形带来了很大困难，所以对热挤压温度和速度的控制显得尤为重要。热挤压工艺的控制要点为：热挤压温度应控制在1150℃左右，挤压速度尽量平稳增加，而且不宜过快。

镍基高温合金的发展及应用

　　高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。那么，以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金称之为镍基高温合金（以下简称“镍基合金”）。

　　镍基高温合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。镍基高温合金是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基高温合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基高温合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基高温合金的工作温度从 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。

　　镍基高温合金是高温合金中应用最广、高温强度最1高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物g [Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素， 如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。