能源裝備包括蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等，廣泛應(yīng)用于核電、熱電、火電、太陽能等能源領(lǐng)域。目前輪機(jī)透平靜葉廣泛采用鈷基鑄造合金，透平動(dòng)葉廣泛采用耐高溫的鎳基合金精鑄而成。壓氣機(jī)則多使用含12-13%的Cr的馬氏體不銹鋼制造動(dòng)葉和靜葉。重型燃機(jī)壓氣機(jī)輪盤和軸多用CrMoV或者CrNiMoV等高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼。高壓比壓氣機(jī)最后幾級(jí)輪盤則采用Cr、Ni不銹鋼甚至鎳基合金制造。
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序號(hào)
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工業(yè)領(lǐng)域
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主要裝備
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典型合金
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年需求/噸
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%
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1
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化工
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反應(yīng)器
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IN600,C-276
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15000
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30
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2
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電熱
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發(fā)熱體
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IN800,80A
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10000
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20
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3
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油井
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油井套管
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028,G3,825
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6000
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12
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4
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新能源
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多晶硅用反應(yīng)器
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800H
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6000
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12
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5
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動(dòng)力
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核電、超超臨界火電
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690,617,740
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3000
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6
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6
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航空航天
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葉片、盤、燃燒室
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鎳基高溫合金
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10000
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20
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總計(jì)
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50000
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100
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蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)葉輪（整體葉盤）、葉片加工難點(diǎn)與其葉型形狀結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量要求特點(diǎn)直接相關(guān)，葉型在整體上具有的不規(guī)則三維空間曲面形式，且同時(shí)具有的薄壁形式，葉型表面質(zhì)量近乎苛刻的要求，也是成型精度保證在加工方式選擇上必須考慮的問題。由于葉輪（整體葉盤）、葉片的葉型是對(duì)蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)中的高溫高壓的氣體介質(zhì)實(shí)施作用，受到離心、氣體沖刷與復(fù)合振動(dòng)等性質(zhì)的交變應(yīng)力作用，使得其材料性質(zhì)必須具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高耐疲勞性能及耐腐蝕等綜合性能，為此，零件材料就呈現(xiàn)了復(fù)雜的難加工性質(zhì)，從而加劇了其加工的更大難度。為了實(shí)現(xiàn)葉輪（整體葉盤）、葉片高質(zhì)量與高效的加工需求，其加工技術(shù)具有多專業(yè)、多種形式及持續(xù)性的創(chuàng)新發(fā)展，以適應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與材料改變所富裕功能不斷提高所具有的需求但其刀具的加工成本是非常大的，尤其對(duì)于高溫合金一類的難加工材料而言，刀具損耗量幾乎可以占到成本的30%～40%，并且型面的成型加工是走刀軌跡的集成，加工效率的提升空間有很大的局限性。
我公司研發(fā)的XCOATING A TiAlSiN涂層通過在TiAlN涂層中加入Si元素，可以起到細(xì)化晶粒的作用，提高了涂層的硬度、抗氧化性。Si加入TiAlN涂層后其結(jié)構(gòu)中能夠形成多層梯度nc-TiAl1-xNx/SiNx納米晶復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而使TiAlN的熱分解溫度由800℃~900℃提高到1200℃，提高了涂層的高溫硬度，同時(shí)也提升了涂層的熱穩(wěn)定性。特別適用于蒸汽輪機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金部件的機(jī)械加工。
