UGTC47合金,是一种镍基高温合金,属于高铝钛沉淀强化镍基高温合金,其高温稳定性、抗蠕变性优异,可以工作在高温、高应力环境中。
UGTC47合金以奥氏体γ相为基体,以高比例的γ'相为主要强化相,此外还含有少量MC碳化物。UGTC47合金的主要组成成分包括镍(Ni)、铬(Cr)、钴(Co)、钨(W)、钼(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、铪(Hf)、硅(Si)等元素。
UGTC47合金主要用于透平叶片制造领域。透平叶片,是燃气轮机、汽轮机等透平机械的核心部件,作用是引导流体推动转子旋转做功。透平叶片长期工作在恶劣条件下,承受热应力、离心载荷、气动载荷,其质量直接影响透平机械的工作效率与使用寿命,特别是重型燃气轮机用高温透平叶片制备对合金材料的性能要求严苛。UGTC47合金与航空器、航天器热端部件的高耐热、高强度需求匹配,可以用来制造F级重型燃气轮机用高温透平叶片。
UGTC47合金也可以用来制造空心涡轮叶片。涡轮叶片是燃气轮机的重要组成部分,作用是吸入高温高压气流进入燃烧器,长期工作在高温、高应力环境中。空心涡轮叶片铸造过程中,会利用陶瓷型芯来形成内腔,熔融合金长时间与陶瓷材料接触,易发生界面反应,导致空心涡轮叶片品质下降。利用UGTC47合金与硅基陶瓷型芯铸造空心涡轮叶片时,二者会发生界面反应形成HfO2、Al2O3,针对此问题相关研究还在不断深入。
UGTC47合金研制技术壁垒高,现阶段我国已经实现自主研发生产。我国国家电力投资集团有限公司通过研发形成了国产化的300MW级F级重型燃机透平叶片母合金(UGTC47)材料以及纯净化冶炼技术,与国外同类型技术保持同等水平。
新思界
行业分析人士表示,重型燃气轮机可以应用在大型发电设备、大型船舶等制造领域,在全球燃气轮机市场中,重型燃气轮机份额占比在40%左右,F级重型燃气轮机应用比例较高。我国是全球少数几个可以自主研发生产重型燃气轮机的国家之一,2019年自主研发的首台F级50MW重型燃气轮机G50整机点火试验一次成功。在此背景下,应用在透平叶片制造方面的UGTC47合金市场前景良好。
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