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(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)（簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)實(shí)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(zhǎng)期工作的，具有抗蠕變能力、較高的高溫強(qiáng)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(yùn)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(shí)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(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)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(qiáng)化方式分為固溶強(qiáng)化型、沉淀強(qiáng)化型、氧化物彌散強(qiáng)化型和纖維強(qiáng)化型高溫合金。
我國(guó)從1956年開始研制生產(chǎn)高溫合金以來(lái)，目前已研究、試制和生產(chǎn)了150多種高溫合金；國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)布局已基本形成，研發(fā)與生產(chǎn)體系相對(duì)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(zhǎng)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(jī)、地面燃?xì)廨啓C(jī)等民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)大。
隨著我國(guó)航空航天、核電等尖端科技領(lǐng)域近年來(lái)的迅猛發(fā)展，再加上國(guó)家政策的大力支持，我國(guó)高溫合金市場(chǎng)目前需求旺盛，不僅推動(dòng)了我國(guó)高溫合金產(chǎn)量的穩(wěn)步增長(zhǎng)，也為高溫合金產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。據(jù)已公開的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)高溫合金的需求量從2017年的3萬(wàn)噸迅速增長(zhǎng)到了2022年的7萬(wàn)噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為18.47%，同時(shí)我國(guó)高溫合金產(chǎn)量從2017年的1.88萬(wàn)噸增至2022年的4.20萬(wàn)噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為17.44%；2023年，全球高溫合金市場(chǎng)產(chǎn)銷量為35萬(wàn)噸，我國(guó)占比不足1/10；2024年，我國(guó)高溫合金需求量為6.2萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)17%。
值得注意的是，盡管我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)近年來(lái)取得了較快發(fā)展，但仍有不少問(wèn)題有待解決。一是標(biāo)準(zhǔn)體系繁而不精。我國(guó)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(gè)材料有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的難題。不過(guò)隨著中國(guó)航發(fā)同標(biāo)同行工作的推動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一問(wèn)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(duì)原材料成分的精確控制上相對(duì)歐美較差，導(dǎo)致產(chǎn)品達(dá)標(biāo)卻不好用。三是制造裝備和檢測(cè)裝備國(guó)產(chǎn)化程度較低，國(guó)內(nèi)8家鋼廠主流冶煉設(shè)備大部分為進(jìn)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(guó)高溫合金部分高端品種尚未實(shí)現(xiàn)自主可控，仍需依賴進(jìn)口來(lái)滿足市場(chǎng)需求。
這些問(wèn)題雖然使我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨較大挑戰(zhàn)，但同時(shí)也孕育著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＵ雇磥?lái)，我國(guó)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(duì)新材料研究力度。高溫合金材料、工藝研究難度大且周期長(zhǎng)，需強(qiáng)化基礎(chǔ)和預(yù)先研究，突破關(guān)鍵技術(shù)難題，同時(shí)加強(qiáng)工程化應(yīng)用研究，提高技術(shù)成熟度，實(shí)現(xiàn)自主保障。二是加快國(guó)產(chǎn)特種熔煉裝備、高精度分析檢測(cè)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(yàn)平臺(tái)，有選擇地支持一到兩家企業(yè)開展裝備整合驗(yàn)證；建成基本配套齊全的設(shè)備制造和測(cè)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(guó)冶金報(bào)》（2024年11月20日 03版三版）
