用于風電的含鎳硬質合金
2020年03月20日 11:46 39147次瀏覽 來源： 國際鎳協(xié)會 分類： 鎳資訊
風力發(fā)電是一個快速增長的能源領域，截至2018年底運營容量近600千兆瓦，提供了全球電力需求的 5％ 左右。與太陽能、生物質能和水力發(fā)電一樣，風力發(fā)電也是替代化石燃料的可再生能源之一。
目前，公用事業(yè)規(guī)模的風力發(fā)電機總輸出功率已超過5兆瓦（MW）。按每兆瓦材料用量計算，風力發(fā)電是所有發(fā)電方式中鋼鐵密集程度最高的。按現有設計方案計算，每兆瓦裝機容量大約要用300噸鋼材。表1列出了風力發(fā)電系統(tǒng)的一些主要部件、典型結構材料及其用途。表中很多部件采用了含鎳材料。
韌性好，強度更高
高強度等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）是一種鑄鐵材料，其中的碳以石墨球的形態(tài)存在于奧鐵體基體中――奧鐵體是鐵素體與奧氏體的混合物，保證了ADI 的高強度和延展性。如表2所示，添加鎳、鉬和銅元素可延緩珠光體的形成，促使奧鐵體形成，提高淬硬性。ADI 的抗張強度和抗屈服強度是標準延性鐵的兩倍，疲勞強度提高了50％。因此，與標準延性鑄鐵相比，用 ADI 制作輪轂、中空軸和齒輪箱殼體等較大鑄件，可以大幅減輕重量。
高性能齒輪鋼
風力發(fā)電機的齒輪要求長疲勞壽命和高韌性。硬質表面和韌性內芯構成的耐磨損齒輪，能承受高級別沖擊負荷。表 2 所示的高性能鎳鉻鉬滲碳鋼具有深度淬硬能力和很強的耐疲勞性。目前，18CrNiMo7-6 鋼是用于風車齒輪箱的標配齒輪鋼。
風力發(fā)電還涉及到其他設備，例如安裝風力發(fā)電機所需的大型移動式起重機。由于吊裝高度和重量的要求，起重機吊臂需要由超高強度鋼制成。適用的鋼號介于 S690--S960之間，如表2所示。起重機吊臂通常由淬火和回火鋼板制成，含鎳量最高可達 2％。
距離海岸越遠，風力越強勁、持續(xù)性越好。這些地方的海水深度普遍超過60米（200英尺），因此無法安裝固定基座的風力發(fā)電機。風力發(fā)電行業(yè)正在測試漂浮式風力發(fā)電機，例如，Hywind Scotland 風電場共有五臺漂浮式風力發(fā)電機，總容量為30 兆瓦。風力發(fā)電行業(yè)甚至在考慮建造輸出功率超過10兆瓦的風力發(fā)電機。
責任編輯：付宇
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