Mysteel:LME重新停盘 镍基合金钢应用发展现状

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发布时间:2022-06-26 03:40:07

  前言:在两大交易所作出一系列为镍市场降温的措施之后,利空情绪又再度占据市场。2022年3月16日16:00,LME镍市场重新开盘交易,开盘即下跌12.53%达到43995美元/吨。LME表示因系统问题,跌停幅度超过预定的5%,镍市场再度被紧急停盘。镍价的下跌表明紧张局势可能正在缓解,周二青山集团宣布,已经与由期货银行债权人组成的银团达成了一项静默协议。根据协议,在静默期内,青山和银团将积极协商落实备用、有担保的流动性授信,主要用于青山的镍持仓保证金及结算需求。在静默期内,各参团期货银行同意不对青山的持仓进行平仓,或对已有持仓要求增加保证金。

  镍具有良好的力学、物理和化学性能,添加适宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能。镍产品长期以来被视为国民经济建设的重要战略物质,其资源的有效开发和综合利用一直为各国所重视。目前镍被广泛应用在钢铁、镍基合金、电镀、电池等领域。而其中的镍基合金材料具有耐高温、耐腐蚀的性能优势,近年来,在航空航天、军工核电、深海、环保、石油化工等高端领域得到了越来越广泛的应用。

  面心立方结构的有色重金属镍具有较高的强度和延性(断裂强度极限达420-560MPa,延伸率大于 30%),表现出良好的成型加工性;同时镍具有优异的耐各种介质腐蚀的性能,在大气、中性、碱性和微酸性溶液及有机介质中极其抗蚀;此外,CU、Cr、W和Mo等元素能与镍极大地固溶并赋予镍基合金更加优良的耐蚀、耐高温、抗氧化、抗疲劳等性能。因此,镍基合金具有独特的抗高温腐蚀性能、优异的强塑性和良好的冷热成型、焊接加工性能,被广泛应用于石化、海洋、航空航天等领域。近年来镍基合金材料应用领域不断扩大,产量也不断提高。

  镍基合金是指在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能细分为镍基高温合金,镍基耐蚀合金,镍基耐磨合金,镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。

  主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中铬起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素起强化作用。在650~1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力,是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。主要集中用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。

  主要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用的是镍铜合金,又称蒙乃尔合金;此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀零部件。

  主要合金元素是铬、钼、钨,还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外,其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件,也可作为包覆材料,通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。

  包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫合金,其最大磁导率和起始磁导率高,矫顽力低,是电子工业中重要的铁芯材料。镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜,这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系数和良好的耐蚀性,用于制作电阻器。镍基电热合金是含铬20%的镍合金,具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能,可在1000~1100℃温度下长期使用。

  含钛50(at)%的镍合金。其回温温度是70℃,形状记忆效果好。少量改变镍钛成分比例,可使回复温度在30~100℃范围内变化。多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。

  镍基合金行业发展水平处于稳步上升趋势,不同成分、不同性能的镍基合金随着工业发展获得了日益广泛的应用,其主要应用领域为:

  中国从事镍基合金钢的企业分为二类,一类是钢厂企业,如宝武特冶、抚顺特钢600399)、太钢、长城特钢、钢研高纳300034)等;另一类则是研究院所,如北京航空材料研究院、钢铁研究总院等。

  作为中国宝武旗下唯一的特种冶金材料研发和制造企业,代表中国宝武承担国家特种冶金材料研发和保供的使命。近期宝武特冶专业团队研制出的一种高温合金材料,长征系列运载火箭的发动机热端部件,可以承受着火箭发动机喷射出近3000℃的高温,体内却流淌着零下100多度的超低温燃料。并且高温镍合金突破对国家意义非凡,可降低重大工程造价。像宝武特冶研制出第三代核电镍基合金690U形传热管后,同类进口产品价格从每吨300万元降到六七十万元,建造一座核电站由此节约上亿元。类似,国产化后,用于恶劣地质条件下油气田开采的镍基合金从每吨80万元降到20万元。宝武特冶为航天、核电站等重大工程提供保障。

  是中国规模最大高温合金生产企业,是新中国第一个高温合金试制生产基地。抚顺特钢的镍基高温合金产品具有稳定的实物质量和良好的市场信誉度,能够按照通用标准和用户特殊要求生产镍基高温合金系列产品。抚顺特钢掌握高温合金和耐蚀合金核心生产技术,曾为我国第一颗人造地球卫星、第一枚导弹、第一艘潜艇和多项国家重点工程、国防工程提供了大批关键特殊钢材料;为我国“长征”系列火箭、“神舟”系列航天飞船和“嫦娥一号”月球探测工程提供了关键材料。

  其研发的800系列、600系列镍基合金产品已形成型、线、板、管、带全类型覆盖。2021年12月太钢与某国产大飞机项目配套模具制造企业签订批量Ni36镍基合金订单,并成为指定供货商。航空模具用Ni36材料也称因瓦合金,是一种含36%镍成分的镍铁合金,因其在一定温度范围内特殊的不膨胀性能,广泛应用于航空航天等对温度变形要求严格的功能领域,因生产难度大,长期以来一直依赖进口,制约我国航空工业的发展。太钢航空模具用镍基合金实现批量稳定供货,替代进口,为我国航空行业关键材料国产化作出应有贡献。

  近几年来,随着经济的快速发达,随着工业领域的层次的不断提高,越来越多的项目需要档次更高的镍基合金钢。而国内电力、油气开采、石化及军工领域所用高端镍合金钢材大部分仍需要依赖进口,但进口材料高昂的价格和迟滞的供货周期已经成为制约上述行业发展的瓶颈。攻破国际“卡脖子”关键技术,加快进口产品的国产化步伐,大力发展我国的镍基合金产品成为材料加工制造业的一项重要而紧迫的工作。

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