謝高
11月12日—17日，備受矚目的世界五大航展之一的第十五屆中國國際航空航天博覽會（簡稱珠海航展）在廣州珠海舉辦，眾多高、精、尖展品集體亮相，展示了當(dāng)今世界航空航天業(yè)發(fā)展水平。作為航空發(fā)動機實現(xiàn)性能突破的關(guān)鍵材料——高溫合金在該屆航展也引發(fā)了許多關(guān)注。
高溫合金又稱為耐熱合金和超合金，是指在600攝氏度以上及一定應(yīng)力作用下長期工作的，具有抗蠕變能力、較高的高溫強度、良好的斷裂韌性及耐腐蝕等綜合性能的金屬材料。高溫合金按基體分為鐵基、鎳基、鈷基高溫合金，鐵基高溫合金使用溫度一般為700攝氏度左右，多應(yīng)用于交通運輸、石油化工、礦山冶金等領(lǐng)域；鈷基高溫合金受限于鈷元素的開采和使用，尚未實現(xiàn)大范圍的推廣應(yīng)用；鎳基高溫合金可在高于1000攝氏度的惡劣環(huán)境中保持較好的力學(xué)性能，被廣泛用于制造高性能的航空發(fā)動機和工業(yè)燃氣輪機的最熱端部件。此外，高溫合金按材料成型方式分為變形、鑄造、粉末高溫合金，按合金強化方式分為固溶強化型、沉淀強化型、氧化物彌散強化型和纖維強化型高溫合金。
我國從1956年開始研制生產(chǎn)高溫合金以來，目前已研究、試制和生產(chǎn)了150多種高溫合金；國內(nèi)產(chǎn)業(yè)布局已基本形成，研發(fā)與生產(chǎn)體系相對完善，包括鋼研高納、中科院金屬所等科研單位和撫順特鋼、寶武特冶、攀長特、大冶特鋼等8家特鋼廠；相關(guān)研發(fā)技術(shù)不斷取得新突破，如低偏析控制技術(shù)、鎂微合金化技術(shù)等新技術(shù)；應(yīng)用領(lǐng)域得到不斷拓展，除了傳統(tǒng)航空航天等高精尖領(lǐng)域，高溫合金在煙氣輪機、地面燃氣輪機等民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也逐步擴大。
隨著我國航空航天、核電等尖端科技領(lǐng)域近年來的迅猛發(fā)展，再加上國家政策的大力支持，我國高溫合金市場目前需求旺盛，不僅推動了我國高溫合金產(chǎn)量的穩(wěn)步增長，也為高溫合金產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。據(jù)已公開的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國高溫合金的需求量從2017年的3萬噸迅速增長到了2022年的7萬噸，年均復(fù)合增長率為18.47%，同時我國高溫合金產(chǎn)量從2017年的1.88萬噸增至2022年的4.20萬噸，年均復(fù)合增長率為17.44%；2023年，全球高溫合金市場產(chǎn)銷量為35萬噸，我國占比不足1/10；2024年，我國高溫合金需求量為6.2萬噸，同比增長17%。
值得注意的是，盡管我國高溫合金產(chǎn)業(yè)近年來取得了較快發(fā)展，但仍有不少問題有待解決。一是標(biāo)準(zhǔn)體系繁而不精。我國目前的生產(chǎn)體系包括歐美體系、前蘇聯(lián)體系等，鋼廠常面臨一個材料有多個標(biāo)準(zhǔn)的難題。不過隨著中國航發(fā)同標(biāo)同行工作的推動，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一問題有望解決。二是原輔材料及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不高，表現(xiàn)為在對原材料成分的精確控制上相對歐美較差，導(dǎo)致產(chǎn)品達標(biāo)卻不好用。三是制造裝備和檢測裝備國產(chǎn)化程度較低，國內(nèi)8家鋼廠主流冶煉設(shè)備大部分為進口。四是與世界領(lǐng)先水平相比，仍存在技術(shù)差距和產(chǎn)能瓶頸。目前，我國高溫合金部分高端品種尚未實現(xiàn)自主可控，仍需依賴進口來滿足市場需求。
這些問題雖然使我國高溫合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨較大挑戰(zhàn)，但同時也孕育著巨大的發(fā)展?jié)摿?。展望未來，我國高溫合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展需從以下三方面發(fā)力。一是加大對新材料研究力度。高溫合金材料、工藝研究難度大且周期長，需強化基礎(chǔ)和預(yù)先研究，突破關(guān)鍵技術(shù)難題，同時加強工程化應(yīng)用研究，提高技術(shù)成熟度，實現(xiàn)自主保障。二是加快國產(chǎn)特種熔煉裝備、高精度分析檢測設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用，包括相關(guān)軟件和控制系統(tǒng)的開發(fā)；支持基礎(chǔ)元器件、部件的開發(fā)；搭建具有公信力的裝備或備件的試驗平臺，有選擇地支持一到兩家企業(yè)開展裝備整合驗證；建成基本配套齊全的設(shè)備制造和測試體系，提升全流程保障能力等。三是做好成本控制，包括質(zhì)量成本控制、提高材料綜合利用率等。
《中國冶金報》（2024年11月20日 03版三版）
