超级合金

超级合金是 钼的重要终端产品之一。超级合金(Super Alloys) 通常包括:含钼等难熔金属的钛基合金、 镍基合金、 钴基合金和 铁基合金等。有人也把钼基合金归为超级合金。

超级合金具有高强度、高硬度、高耐蚀、高热稳定性和良好的可加工性,广泛用于航空、航天、汽车、医学、化学、石化、煤化工和高温等工业领域。

越来越多的研究表明,超级合金可以满足日臻发展的各种工业、医学、体育事业等对高性能材料的要求,从而成为钼冶金学者和研发人员关注的热点。

据世界金属统计报导,世界工业发达国家对超级合金的需求呈增长态势。2000 年,美国超级合金消费钼1 880 t ,2001 年消费钼2 229 t ,2002 年消费钼1 880 t ,2003 年消费钼1 870 t ,年平均消费量约占钼总消费量的8 %～12 %。

钼基超级合金主要应用在高温领域,各类钼铼合金消费约占钼总消费量的0. 7 %～1. 0 %。

关西电力公司与 名古屋大学、日立制作所开发了一种新型燃气涡轮机叶片用镍基单结晶超级合金，该材料的耐高温数值创下了全球最高纪录为1400℃，发电时多用于1300℃左右。如果使用新型合金就可以耐得住1500℃以上的高温，因此可以提高涡轮入口处的温度，提高热效率。为了制作出耐高温、高强度及抗腐蚀性的合金，名古屋大学在全球首次将分析物质分子结构的“分子轨道法”应用到合金的设计中，对各种金属元素的组合进行设计。通过以镍为基础修改钴、铬、钨、铝、钛、钽、铗、铪等合金元素的构成比率，开发出了最佳的合金材料。如果将这一超级合金用于燃气涡轮叶片，可以在大幅度超过1300℃的燃烧温度下，实现1500℃燃烧。由此，可以将发电效率（最高发热量标准）由最高的49%提高到55%，并将基于燃料费的发电成本减少约ll%左右。如果将利用率设定为50%，推算6O万KW　级火力发电所每单元发电，金额上每年可以节省lO亿日元左右、CO2排放量较以前减少约ll%，每年可以减少lO万吨左右。