合金材料：期待技術(shù)成本雙突破
《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出要大力發(fā)展高強(qiáng)輕型合金材料專項工程，到2015年，關(guān)鍵新合金品種開發(fā)要取得重大突破，形成高端鋁合金材30萬噸、高端鈦合金材2萬噸、高強(qiáng)鎂合金壓鑄及型材和板材15萬噸的生產(chǎn)能力，基本滿足大飛機(jī)、軌道交通、節(jié)能與新能源汽車等需求。那么，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我國將重點(diǎn)突破哪些核心技術(shù)？高強(qiáng)輕型合金材料在石化領(lǐng)域的應(yīng)用情況又如何？帶著這些問題，記者采訪了北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生導(dǎo)師趙旭輝博士。
趙旭表示，《規(guī)劃》中明確提出要重點(diǎn)支持新型輕合金材料研發(fā)，以輕質(zhì)、高強(qiáng)、大規(guī)格、耐高溫、耐腐蝕為發(fā)展方向，發(fā)展高性能鋁合金、鎂合金和鈦合金。這無疑對高強(qiáng)輕型合金材料的技術(shù)突破是一大利好。同時，我國石化行業(yè)在使用這些材料的時候，需要考慮巨大的成本問題，而相關(guān)政策的推動也能相應(yīng)降低應(yīng)用成本。
“十二五”期間，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為高強(qiáng)輕型合金材料提供了廣闊市場空間。據(jù)預(yù)測，在節(jié)能和新能源汽車領(lǐng)域，需要鋁合金板材約17萬噸/年、鎂合金10萬噸/年。在高端裝備制造領(lǐng)域，航空航天、軌道交通、海洋工程等高端裝備制造業(yè)預(yù)計需要軌道交通大規(guī)格鋁合金型材4萬噸/年、高精度可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金切削工具材料5000噸/年。到2020年，大型客機(jī)等航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要高性能鋁材10萬噸/年。
趙旭輝告訴記者，目前，鋁合金和鈦合金發(fā)展比較成熟，也已經(jīng)大量使用在石化行業(yè)，相比而言，鎂合金在化工領(lǐng)域的應(yīng)用比較少。鋁合金具有高強(qiáng)度、高韌性和高耐腐性等特點(diǎn)，以前主要使用在航空航天、軍工等一些特殊行業(yè)，最近幾年才開始慢慢發(fā)展民用。具體到石化行業(yè)，比如在一些化工設(shè)備、換熱器、冷卻器、石油管道中，鋁合金都不可或缺。
記者了解到，應(yīng)用于液化天然氣（LNG）運(yùn)輸及儲存的深冷鋁合金板材已被列入新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄，其關(guān)鍵技術(shù)裝備包括合金成分及熔鑄、鋁合金板材的生產(chǎn)技術(shù)，大型現(xiàn)代化的熔鑄系統(tǒng)、熱軋機(jī)、熱處理系統(tǒng)、大型板材拉伸機(jī)、水浸式全自動超聲探傷設(shè)備。
目前國內(nèi)的鈦材料50%以上應(yīng)用于化工領(lǐng)域。由于鈦合金比強(qiáng)度很高, 而且耐腐蝕性也很優(yōu)越, 所以作為極好的耐腐蝕材料被用于化學(xué)工業(yè)中。但是，鈦合金在化工行業(yè)應(yīng)用要考量成本；另外其加工效率比較差，必須在特殊環(huán)境中鑄造，不象鋁合金那樣鑄造方便，所以通常在特殊的化工領(lǐng)域中使用。“十二五”期間，我國還將重點(diǎn)發(fā)展一批應(yīng)用在石化領(lǐng)域的鈦合金產(chǎn)品。
趙旭輝認(rèn)為要擴(kuò)大鎂合金在化工領(lǐng)域的應(yīng)用，在保持強(qiáng)度的同時還需突破耐熱度這一技術(shù)瓶頸。
另外，《規(guī)劃》還提出了高強(qiáng)輕型合金材料專項工程發(fā)展的具體內(nèi)容：如組織開發(fā)汽車用6000系鋁合金板材，實(shí)現(xiàn)汽車鋁合金板的產(chǎn)業(yè)化；加快完善高速列車用大型鋁型材工藝技術(shù)，促進(jìn)液化天然氣儲運(yùn)用鋁合金板材等重點(diǎn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化；積極開發(fā)航空航天用鋁鋰合金等超高強(qiáng)鋁合金中厚板及型材制品；開發(fā)高強(qiáng)高韌、耐蝕新型鈦合金技術(shù)，這些也都是著眼于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一些重點(diǎn)領(lǐng)域。
“國外一些國家非常重視高強(qiáng)輕型合金材料的技術(shù)研發(fā)，這種政策導(dǎo)向可以增加研發(fā)投入，從而促進(jìn)技術(shù)突破。目前，我國很多核心部件和重大裝備所需要的合金材料，還嚴(yán)重依賴于進(jìn)口，關(guān)鍵技術(shù)受制于人。” 趙旭輝如是說。
另據(jù)記者了解，“十二五”時期，國家將重點(diǎn)建設(shè)陜西關(guān)中鈦合金材料基地，重慶、山東龍口和吉林遼源新型鋁合金材料基地，山西聞喜、寧夏石嘴山新型鎂合金材料基地等一批新型輕合金材料基地，這些也都表明了國家發(fā)展高強(qiáng)輕型合金材料產(chǎn)業(yè)的決心。
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