高温合金の主な用途

1. 航空宇宙分野
我が国の独立した航空宇宙産業の発展により、先進的なエンジンの開発が進められ、高級な新高温合金に対する市場の需要が増加するでしょう。

航空エンジンは「産業の花」として知られており、航空業界で最も技術的かつ困難な部品の一つです。航空機の動力装置として、金属構造材料には軽量、高強度、高靭性、耐高温、酸化防止、腐食抵抗などの特性が必要であり、これは構造材料の中でもほぼ最高性能が要求されるものです。

高温合金は、600°Cを超えて一定の応力条件下で長期間作動できる金属材料です。高温合金は現代の航空宇宙エンジンの厳しい素材要件を満たすために開発され、航空宇宙エンジンの高温部品に欠かせない重要な素材となっています。現在、先進的な航空宇宙エンジンでは、使用される高温合金の割合が50％以上に達しています。

現代の高性能航空エンジンでは、高温合金素材の使用量はエンジン全体の40％から60％を占めています。航空エンジンでは、高温合金は主に燃焼室、ガイドバンブ、タービンブレード、タービンディスクという4つの高温部品に使用されます。また、ケース、リング、アフターバーナー、ノズルなどの部品にも使用されています。

2. エネルギー分野
高温合金はエネルギー分野で幅広い応用を持っています。石炭火力発電の高パラメータ超々臨界ボイラーでは、過熱器と再加熱器には蒸気側での優れたクリープ抵抗性、酸化抵抗性、そして排ガス側での腐食抵抗性を持つ高温合金管が必要です。ガスタービンでは、タービンブレードやガイドバンプには優れた高温腐食抵抗性と長期的な構造的安定性を持つ高温腐食抵抗性スーパーアロイが使用されます。原子力分野では、蒸気発生器の熱交換管には優れた溶融腐食抵抗性を持つ高温合金を使用する必要があります。石炭のガス化や省エネ・排出削減の分野では、優れた高温ホットコローション抵抗性と高温摩耗抵抗性を持つ高温合金が広く使用されています。また、石油や天然ガスの採掘、特に深井戸採掘では、4～150°Cの酸性環境にさらされるドリル工具があり、CO2、H2Sおよび堆積物が存在する状況下でも耐腐食性と耐摩耗性を持つ高温合金を使用する必要があります[5]。

我国の大規模発電設備製造グループ、例如上海電気、東方電気、および哈爾浜蒸気タービン工場は、近年生産規模と生産技術において大幅に向上しており、これは発電設備用タービンディスクの需要を促進しています。現地で開発中の次世代発電設備 - 大型地上ガスタービン（これは船舶動力としても使用可能）は大きな進展を遂げており、量産後には高温合金の需要を駆動するでしょう。同時に、原子力発電設備の現地化も国内高温合金の需要を促進します。