2022年中国定向凝固高温合金产品规格现状及行业发展前景[图]
2022年国内定向凝固高温合金行业发展历程及市场发展前景分析[图]
定向凝固技术最初是在高温合金的研制中建立并完善起来的。采用、发展该技术最初用来消除结晶过程中生成的横向晶界，从而提高材料的单向力学性能。该技术运用于燃汽涡轮发动机叶片的生产，所获得的具有柱状乃至单晶组织的材料具有优良的抗热冲击性能、较长的疲劳寿命、较高的蠕变抗力和中温塑性，因而提高了叶片的使用寿命和使用温度。定向凝固技术除用于高温合金的研制外，还逐渐推广到半导体材料、磁性材料、复合材料等的研制中，并成为凝固理论研究的重要手段之一。定向凝固技术经历了炉外法、功率降低法、快速凝固法、液态金属冷却法等发展过程。
定向凝固技术
资料来源：共研网整理
定向凝固高温合金用定向凝固技术制备铸件的高温合金，合金的组织是按照方向生长排列的柱状晶，基本上消除了垂直于具体生长方向的横向晶界。
定向凝固高温合金在具有单向热流的定向结晶炉中进行制取，按照基体成分的不同来划分，可以分为铁基定向凝固高温合金、镍基定向凝固高温合金、钴基定向凝固高温合金等类型，目前应用较为广泛的是镍基定向凝固高温合金。定向凝固高温合金可以广泛应用在航空发动机叶片、燃气轮机涡轮叶片等制造领域。
定向凝固高温合金分类
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随航空发动机及工业燃气轮机的发展，要求不断提高涡轮前的进口气体温度，以增大推力，提高效率，降低油耗，这就对高温合金及工艺提出更高要求。航空和工业燃气轮机的发展一直依赖于高温合金性能的提高，同时也推动着高温合金的发展。据报道，在先进航空发动机中，高温合金用量占材料总用量40%~60%。定向凝固高温合金正是为满足上述要求而研发出的新型高温合金之一。
在定向凝固高温合金发展初期，都沿用普通铸造合金成分，其中使用较多的定向凝固合金有MAR-M200、PWA1422、GTD-111、MGA1400、CM247LC、TMD-5、René80、René125和IN-792Hf等，形成第一代定向凝固高温合金。
国外典型定向凝固高温合金
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在高温合金材料行业，国内主要企业有隆达股份、钢研高纳、抚顺特钢、图南股份、西部超导和中洲特材等。我国定向凝固高温合金始于20世纪60年代末。先后自制和仿制近十个牌号性能较高的定向凝固高温合金及相应工艺。我国第一代定向凝固高温合金已经发展成熟，多种牌号合金已经成功用于服役和在研发动机上，而且已开始对第二代定向凝固高温合金进行研究。
国内典型定向凝固高温合金
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近年来，由于单晶高温合金与定向凝固高温合金比有高耐温能力及优良高温力学性能，发展速度较快，相继出现五代单晶高温合金，是目前制造先进航空发动机和燃气轮机叶片的主要材料。但单晶高温合金与定向凝固高温合金比，制造工艺难度大，铸造成品率低，热处理工艺复杂，从而使制造成本加大，且难以制造出结构复杂的大型叶片，因此，定向凝固高温合金在结构复杂的大型叶片以及地面和海上使用的超大型高效率燃气轮机制造方面具有广阔发展前景。
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