行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
镍中间合金
建议项目名称
(英文)
Nickel intermediate alloy
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.150.40
中国标准分类号
H60
牵头单位
自贡硬质合金有限责任公司
体系编号
M2342
参与单位
西部超导材料科技股份有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

一、目的

本标准是对高温合金和含镍合金添加用镍基中间合金进行了标准化,通过对镍中间合金的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及质量证明书与订货单(或合同)内容进行规定为国内高温合金和含镍合金用镍中间合金的生产和采购提供指导,加强原材料标准体系化建设,促进行业健康、高质量、可持续发展,形成强大国内市场

二、意义必要性

高温合金是以铁、钴、镍为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料,具有优异的高温强度良好的抗氧化和抗热腐蚀性能良好的疲劳性能断裂韧性良好的组织稳定性等综合性能,因而被广泛应用于航空、航天、舰船、核电、石油、化工等领域是制造航空航天发动机、各种工业燃气轮机热端部件的关键材料。目前国际市场上每年消费高温合金材料近30余万吨,我国高温合金需求5万吨。

经过多年的发展,我国的高温合金行业取得了很大的进步,2009 年我国高温合金产量仅0.8 万吨,2019年我国高温合金产量已达到2.8万吨。但整体技术开发水平与国际先进水平还有较大差距,整体产能和实际有效产量较小,尤其在高端航空航天领域用高温合金的产能与实际需求存在较大缺口,主要还依赖进口,远远不能满足日益增长的市场需求。随着我国航空航天发动机和燃气轮机国产化加速,为了打破国外对我国高温合金产业的技术封锁和垄断,实现进口替代,对高高温合金的需求越来越迫切将会出现持续快速增长。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出了要推动高性能高温合金材料的研发应用、加快先进航空发动机关键材料等技术研发验证;《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划2021》中指出持续实施新材料标准领航行动,不断完善高温合金等领域标准体系;《“十四五”原材料工业发展规划》中将围绕航空发动机重点应用领域、攻克高温合金等关键材料列为了“十四五”重点突破品种之一;《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021 年版)》也包括了航空航天用高温合金材料,其中有DD407GH4065AGH4169DGH4720LiGH3230GH4061牌号。

为了实现高温合金的性能,高温合金具有很高的合金化程度,NiCoFe体中添加CrWMoReTaNbRuAl等金属,可以起到固溶强化和沉淀强化的作用。但高温合金的熔点一般在1500℃左右,而添加金属CrWMoReTaNbRu等具有1900℃以上的高熔点,金属Al又具有660℃的低熔点,如果直接以单质形式向高温合金熔体中添加这些元素,高熔点金属不易熔化、高密度金属易沉积,均容易造成成分偏析和夹杂低熔点金属加入过程中易挥发烧损,造成合金实际成分与预期偏差较大。因此,为改善高温合金的性能,提高合金的承温能力,需提高添加元素成分的均匀性,同时获得较为准确的合金成分,有效的解决方法是这些元素以中间合金的形式加入。镍基高温合金是应用最广、产量最大的一类高温合金,其市场占比达到了80%,而铁基和钴基高温合金中一般都会加入一定量的镍,因而将添加金属制备成镍中间合金适用性更广泛。据不完全统计,目前国内高温合金冶炼时采用镍中间合金取代高熔点纯金属添加的比例已达到20%以上,且随着高温合金行业的快速发展,镍中间合金的应用比例和需求量会越来越高,尤其是在高温合金领域将几乎全部取代纯金属添加。

因此,本标准的制定和实施,对镍中间合金进行规范和标准化,对加快传统材料升级换代、促进高温合金产业链供应链上下游标准稳定有效衔接、推动行业技术进步具有重要的意义。


范围和主要
技术内容

一、范围

本标准适用于高温合金和含镍合金添加用的镍中间合金。

二、规范性引用文件

三、术语和定义

四、分类及型号表示规则

4.1镍中间合金产品牌号表示方法

中间合金牌号由Ni+主合金元符号+主合金元素的名义质量分数+后缀英文字母构成,其中后缀英文字母标识不同的杂质控制要求等级,示例如下:

 

4.2镍中间合金组别及牌号

中间合金按主合金元素划分为9个组别如表1(见标准原件)所示

五、技术要求

5.1化学成分

    中间合金牌号的化学成分应符合表2(见标准原件)的规定。

5.2尺寸规格

    镍中间合金可以条状、块状或锭的形式交货,尺寸规格由供需双方协商确定,并在订货单(或合)中注明

5.3外观质量

   镍中间合金表面应干燥、洁净,不允许有目视可见的氧化膜其他金属和非金属夹杂物。

6 试验方法

7 检验规则

8 标志、包装、运输、贮存随行文件

9 订货单(或合同)内容


国内外情况
简要说明

1.上个世纪国外就已制定了多种镍中间合金牌号,如Ni-AlNi-CrNi-MoNi-NbNi-Si合金等,并在铁、镍、铝、铜基合金中得到了广泛应用。国内抚顺特钢在21世纪初冶炼含钨较高的高温合金时,冶炼用的钨就以镍钨中间合金的形式加入,可以有效避免钨夹杂的产生。西部超导在公开专利《一种提高GH4720Li合金W元素成分均匀性的方法》中采用镍钨中间合金代替纯W金属,可以使得GH4720Li合金铸锭中的W元素分布更加均匀,对于解决W元素的成分均匀性及锻件的性能均匀性具有重要作用。公开专利《减轻镍基高温合金中元素偏析的熔炼工艺》中将熔炼镍基高温合金所需原料中的高熔点金属WReTaMoNbRu全部用镍中间合金代替,避免高温合金铸锭中出现成分不均匀及高熔点金属夹杂等缺陷。目前国内高温合金和含镍合金生产单位已采用镍中间合金逐渐取代纯金属添加,镍中间合金是未来高温合金尤其是高性能高温合金中高熔点和低熔点元素添加的主要趋势。包含自硬公司在内的多家企业已陆续成功研制出了各种镍中间合金,该技术相对稳定。

2.该标准项目暂未查询到对应的国际标准(国外先进标准)

3.目前国内只有一个相关的行业标准YS/T 1369-2020《钛合金用镍钼中间合金》,但此标准只有一个镍钼中间合金牌号NiMo30,适用范围是钛合金添加剂,牌号单一,适用性窄。而该标准项目涵盖了高温合金相关的一系列镍中间合金牌号,适用范围广且较全面,涉及的镍钼中间合金化学成分要求也比YS/T 1369更高。

4.发现有专利的问题。


备注
符合《新材料产业发展指南》中三、发展方向(二)关键战略材料:“紧紧围绕新一代信息技术产业、高端装备制造业等重大需求,以耐高温及耐蚀合金等高端装备用特种合金为重点,突破材料及器件的技术关和市场关。”本标准是适用于高温合金和含镍合金添加用的镍中间合金。 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
19《镍中间合金》行标项目建议书.doc (53KB)任务书(建议书)