鎳基合金的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)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(fā)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(yōu)異的耐腐蝕性能及抗高溫腐蝕性能，而且具有強(qiáng)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(yīng)用于冶金、電力、石化、海洋、航空航天、核電等領(lǐng)域[1,2,3]。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，航空航天、核電、海洋艦船等領(lǐng)域?qū)︽嚮辖鸬男枨笤絹碓酱螅绕浒l(fā)動(dòng)機(jī)耐高溫材料、油井套管材料、燃?xì)廨啓C(jī)材料、核電換熱器管材等有著不可替代的應(yīng)用，同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)鎳基合金的需求越來越大。
2、鎳基合金的國(guó)外市場(chǎng)現(xiàn)狀分析
2.1 全球鎳基合金市場(chǎng)現(xiàn)狀
圖1-圖4對(duì)比分析近15年的亞洲、美洲、歐洲及全球鎳基合金產(chǎn)量變化趨勢(shì)。
全球鎳基合金產(chǎn)量隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而增長(zhǎng)，從歷年產(chǎn)量來看，僅在2003年及2009年產(chǎn)量減少外，其中2003年鎳基合金產(chǎn)量20.31萬噸，2009年鎳基合金產(chǎn)量21.65萬噸，其余均呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其產(chǎn)量由2000年的25.57萬噸增長(zhǎng)至2014年的33萬噸,產(chǎn)量增加了7.43萬噸。
歐洲地區(qū)仍為全球鎳基合金主要的生產(chǎn)地區(qū)，2000年的產(chǎn)量為**萬噸,2014年鎳合金的總產(chǎn)量達(dá)到**萬噸，近15年產(chǎn)量增加了**萬噸，并以石化業(yè)用鎳基耐蝕合金使用量最多……
美洲地區(qū)2000年的產(chǎn)量為***萬噸,2014年美洲鎳基合金的總產(chǎn)量達(dá)到**萬噸，其中美國(guó)在鎳基合金材料方面以高性能合金最多，由于美國(guó)在航空航天領(lǐng)域發(fā)展較快，應(yīng)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(qū)2000年鎳基合金產(chǎn)量為***萬噸，2014年亞洲地區(qū)鎳基合金總產(chǎn)量為***萬噸，2003年和2009年分別降至……
2.2全球鎳基合金生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前，全球鎳基合金生產(chǎn)商主要集中在歐洲、美洲和亞洲地區(qū)，全球十大廠商的總產(chǎn)量約占全球的71%。SMC（美國(guó)國(guó)際鎳合金集團(tuán)）、Sandvik(瑞典山特維克公司）、ThyssenKruppVDM(德國(guó)）、日本住友金屬分別為美洲、歐洲和亞洲的重要生產(chǎn)企業(yè)。
歐洲地區(qū)的主要生產(chǎn)企業(yè)包括，瑞典的Sandvik公司、德國(guó)的ThyssenKruppVDM公司。其中，Sandvik公司作為世界領(lǐng)先的不銹鋼和特種合金材料的生產(chǎn)和銷售公司，開發(fā)了鎳基合金油套管Sanicro28和Sanicro29，該系列牌號(hào)鎳基合金在極其惡劣的工況下，產(chǎn)品具有很高的抗SSC性和抗CO2腐蝕性，同時(shí)具有高強(qiáng)度。德國(guó)的ThyssenKruppVDM公司是全球生產(chǎn)鎳基合金第二大公司，蒂森克虜伯VDM是德國(guó)蒂森克虜伯集團(tuán)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)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(guó)SMC國(guó)際鎳合金集團(tuán)在開發(fā)和生產(chǎn)鎳基及其它高性能合金方面是全球的領(lǐng)先者，具有多年的開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，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(nèi)的含硫氣井中廣泛使用多年，配合時(shí)效強(qiáng)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(jīng)有10年以上的服役經(jīng)驗(yàn)。
美國(guó)Haynes公司則以生產(chǎn)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(chǎn)品為主，近期也開發(fā)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(jìn)行精煉，開發(fā)了一系列用于高濃度H2S、Cl-和CO2共存環(huán)境的油井用鎳基合金油套管，牌號(hào)為……
2.3 全球鎳基合金應(yīng)用現(xiàn)狀
鎳基合金具有特殊的化學(xué)成分和物理性能，可被廣泛應(yīng)用在耐腐蝕、高溫的環(huán)境下，應(yīng)用在電子及電器、焊接材料、能源開發(fā)、化工、航空、航天、艦船等領(lǐng)域。另一方面，鎳基合金價(jià)格較不銹鋼貴，若考慮到使用環(huán)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(yōu)勢(shì)；尤其是鎳基合金優(yōu)異的耐蝕性能，可以通過延長(zhǎng)設(shè)備壽命來減少維修費(fèi)用或減少設(shè)備停用而節(jié)省長(zhǎng)期費(fèi)用……
如圖7所示，航空業(yè)與化學(xué)工業(yè)是應(yīng)用最大的領(lǐng)域，分別占到**%和**%，其他如電子業(yè)、電力設(shè)備、油氣業(yè)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(yè)與工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)（IGT）占約**%，高性能鎳基合金主要應(yīng)用于傳統(tǒng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dá)到高強(qiáng)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(yōu)良的高溫強(qiáng)度，通常用于航空、航天渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)零件，如圖8所示，2012年航空航天業(yè)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(lǐng)域用耐蝕合金，2012年使用量……
3、鎳基合金的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀分析
3.1 國(guó)內(nèi)鎳基合金市場(chǎng)現(xiàn)狀
我國(guó)有全球最大的鎳基合金需求缺口，加之中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年實(shí)施的一些列大型工程如大飛機(jī)計(jì)劃、嫦娥工程、核電發(fā)展計(jì)劃、海洋工程、西氣東輸、油氣田開發(fā)以及環(huán)保領(lǐng)域（垃圾焚燒）等，這些都為中國(guó)鎳基合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大的需求。另一方面，每當(dāng)鎳基合金葉片耐熱溫度提高40℃，渦輪機(jī)熱效率可提高1%；因此，日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將汽輪機(jī)、渦輪機(jī)發(fā)電效率到2020年碳排放量降低25%作為主要目標(biāo)之一，這也促進(jìn)了對(duì)高性能鎳基合金的研制和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
從上面圖9統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，電解鎳價(jià)格在近10年內(nèi)波動(dòng)較大，2004年到2007年，.電解鎳價(jià)格從……
我國(guó)鎳基合金生產(chǎn)處于產(chǎn)品生命周期的初期，產(chǎn)量并不高，根據(jù)圖10統(tǒng)計(jì)，2007年我國(guó)鎳基合金產(chǎn)量約**萬噸，而2013年的鎳基合金產(chǎn)量達(dá)到**萬噸，6年時(shí)間產(chǎn)量增加了……
3.2 國(guó)內(nèi)鎳基合金管生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)鎳基合金研究和生產(chǎn)的企業(yè)有重慶儀表材料研究所、北京鋼鐵研究總院、寶鋼集團(tuán)上鋼五廠、撫順特殊鋼公司、東北特鋼、長(zhǎng)城特殊鋼、太原鋼鐵集團(tuán)、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(fā)采氣專用鎳基合金（3YC7），之后也引進(jìn)儀表用鎳基哈氏合金（3YC24）、高溫抗氧化測(cè)溫保護(hù)管材料（3YC52），但自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，原創(chuàng)性研發(fā)滯后，制約著鎳基合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
不過，近年來也有不少鎳基合金材料關(guān)鍵技術(shù)得到突破，如重慶儀表材料研究所推出性能與lnconel 925相當(dāng)，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(guó)石化撫順石油化工研究院達(dá)成戰(zhàn)略合作……
2011年9月寶鋼實(shí)現(xiàn)鎳基合金油套管牌號(hào)和規(guī)格全覆蓋，工業(yè)化生產(chǎn)了一系列鎳基合金油管（BG2235、BG2830、BG2242、BG2250）[8]。寶鋼生產(chǎn)的鎳基合金油井管（BG2250、BG2532等合金）產(chǎn)品于2013年得到國(guó)外訂單，并在2013年年初首創(chuàng)連鑄-爐卷熱軋-冷軋工藝，實(shí)現(xiàn)大卷重鎳基耐蝕合金、精密合金等產(chǎn)品批量供貨能力，其產(chǎn)品最大寬度達(dá)到1250mm，最重可達(dá)16噸，目前已全面進(jìn)入市場(chǎng)。
4、結(jié)論
通過對(duì)鎳基合金市場(chǎng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析，目前全球鎳基合金生產(chǎn)主要集中在歐洲、美洲和亞洲，其中中國(guó)鎳基合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2013年的鎳基合金產(chǎn)量達(dá)到***萬噸，實(shí)際需求量在**萬噸，鎳基合金的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了**億元
隨著航空、航天、艦船、核電等工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展和能源、海洋工程對(duì)高性能鎳基合金的需求，尤其是我國(guó)啟動(dòng)的大飛機(jī)（C919）、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)專項(xiàng)研制計(jì)劃、載人航天、海洋工程用材料研制計(jì)劃的實(shí)施，鎳基合金產(chǎn)業(yè)將會(huì)有更快的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)鎳基合金的需求量將會(huì)更大。
詳見《中國(guó)鈦業(yè)》2015年第1期
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