В обширной области материаловедения сплавы на основе никеля всегда занимали важную позицию благодаря своим выдающимся характеристикам. В 2025 году в области сплавов на основе никеля произойдет множество замечательных прорывов в передовых технологиях, которые не только стимулируют развитие отрасли, но и открывают новые возможности и изменения во многих смежных отраслях. Сегодня давайте вместе углубимся в эти передовые технологии и получим полное представление о прорывных моментах в индустрии сплавов на основе никеля.
1、 Обзор основ сплавов на основе никеля
（1） Что такое сплав на основе никеля
Сплавы на основе никеля, как следует из названия, представляют собой сплавы, состоящие из никеля в качестве матрицы (с содержанием обычно более 50%) и различных других легирующих элементов. Уникальная кристаллическая структура никеля наделяет сплав отличными комплексными свойствами, выделяя его среди многих материалов.
（2） Преимущества производительности
Отличные характеристики при высоких температурах: сплавы на основе никеля, а также такие материалы, как металлическое сырье — сплав монель 400 (который дополняет сплавы на основе никеля в конкретных сценариях высокотемпературной коррозии), по-прежнему могут сохранять высокую прочность в высокотемпературных средах в диапазоне от 650 ℃ до 1000 ℃, а также обладают определенными способностями к окислению и коррозии. Эта характеристика делает его идеальным материалом для высокотемпературных компонентов в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и энергетика, особенно после точной обработки металла и сварки для обеспечения целостности компонентов. Например, ключевые компоненты, такие как камеры сгорания и лопатки турбин в авиационных двигателях, в основном изготавливаются из сплавов на основе никеля с использованием передовых технологий обработки металлов и сварки для формирования сложных конструкций, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя в экстремальных условиях работы, таких как высокая температура и давление.
Сильная коррозионная стойкость: он обладает превосходной стойкостью к различным агрессивным средам, таким как кислоты, щелочи, солевые растворы и т. д. Сплавы на основе никеля, такие как реакционные сосуды и трубопроводы в химической промышленности, а также оборудование для опреснения морской воды и компоненты кораблей в морской технике, эффективно продлевают срок службы оборудования и снижают затраты на техническое обслуживание благодаря своей коррозионной стойкости.
Хорошие характеристики обработки: благодаря соответствующим технологиям обработки из сплавов на основе никеля можно изготавливать различные компоненты сложной формы для удовлетворения разнообразных потребностей различных отраслей промышленности. Будь то деформационная обработка (например, ковка, прокатка) или обработка литьем, сплавы на основе никеля могут демонстрировать хорошую технологическую адаптируемость.
3) Общие методы классификации
Классификация по элементам сплава
Сплав Ni Cu: также известный как сплав Monel, Cu бесконечно тверд, растворенный в Ni. Он обладает хорошей коррозионной стойкостью к галогенам, нейтральным водным растворам, щелочным растворам и т. д. и обычно используется в конструкционных компонентах, устойчивых к атмосферной и морской коррозии, таких как контейнеры и трубопроводы на заводах по производству моющих средств.
Сплав Ni Cr Fe (сплав Incoloy): обычно содержание Ni составляет ≥ 30 %, а содержание (Ni+Fe) – ≥ 65 %. Хорошие комплексные характеристики и отличная устойчивость к средней коррозии, обычно используемые в теплообменниках водо-водяных реакторов и их трубопроводных конструкциях.
Сплав Ni Cr Mo (сплав Hastelloy): благодаря добавлению большого количества Cr и Mo он обладает превосходной коррозионной стойкостью в таких средах, как серная и соляная кислота, и широко используется в химической, нефтяной и других областях.
Литье сплавов на основе никеля. Детали определенной формы и размера изготавливаются с помощью процессов литья. Сплав по-прежнему обладает хорошей термической прочностью и свариваемостью, однако из-за структуры литья и возможных дефектов применение относительно деформируемых сплавов несколько уже, и часто применяют методы прецизионного литья.
2、 Панорама передовых технологий 2025 года
（1） Прорыв в технологии порошковых материалов на основе никеля для аддитивного производства (3D-печать)
Технические принципы и характеристики
Технология аддитивного производства, также известная как 3D-печать, за последние годы добилась значительного прогресса в области сплавов на основе никеля. Принцип заключается в построении трехмерных твердых деталей путем укладки материалов слой за слоем. Для сплавов на основе никеля ключевым моментом является разработка специализированных порошковых материалов. Эти порошки имеют точно контролируемый гранулометрический состав, однородность химического состава и хорошую сыпучесть, что позволяет удовлетворить строгие требования к материалам в процессе 3D-печати.
По сравнению с традиционными производственными процессами 3D-печать сплавов на основе никеля имеет значительные преимущества. Он может производить компоненты сложной формы без необходимости использования пресс-форм в традиционном производстве, что значительно сокращает циклы разработки продукции и производственные затраты. Например, в аэрокосмической области можно изготавливать турбинные лопатки со сложной внутренней конструкцией и эффективными каналами охлаждения для повышения термического КПД и производительности двигателей.
（3） Глубокая интеграция цифровой цепочки поставок и интеллектуальных производственных технологий
Строительство технической системы
В 2025 году тенденция интеграции цифровых цепочек поставок и интеллектуальных производственных технологий в отрасли сплавов на основе никеля станет все более очевидной. Цифровая цепочка поставок охватывает всю отраслевую цепочку от закупок сырья, планирования производства, производства продукции до продаж и распределения, а также обеспечивает обмен информацией в реальном времени и точное принятие решений с помощью таких технологий, как Интернет вещей, большие данные и искусственный интеллект.
Интеллектуальные производственные технологии играют решающую роль в производственном процессе, включая автоматизированное производственное оборудование, интеллектуальные системы управления и роботизированные приложения. В цехе по производству сплавов на основе никеля интеллектуальная система управления может отслеживать и корректировать производственные параметры в режиме реального времени, чтобы обеспечить стабильность качества продукции; Роботы могут выполнять сложные технологические операции и задачи по перемещению материалов, повышая эффективность и безопасность производства.
Преобразующее влияние на отрасль
3) Общие методы классификации
2、 Панорама передовых технологий 2025 года
（3） Глубокая интеграция цифровой цепочки поставок и интеллектуальных производственных технологий