近年來，為航天飛機生產(chǎn)合格替代者――一種經(jīng)濟上可負擔的太空航行工具――的夢想已經(jīng)越來越接近實現(xiàn)。

美國國家航空航天局(NASA)從2006年開始與多家公司合作，開發(fā)運送貨物和人員進入低地球軌道的能力。幾家美國公司參與了這項工作，現(xiàn)在已經(jīng)接近使有效載荷和乘客進入太空的階段，其中采用含鎳合金部署了經(jīng)濟的(某些情形下可重復使用)發(fā)射平臺。

三維打印及鎳合金用于制造過程

Space-X(由特斯拉CEO埃隆·馬斯克創(chuàng)辦)、Blue Origin(由亞馬遜集團巨頭杰夫·貝佐斯創(chuàng)辦)和公開上市的Aerojet Rocketdyne這三家公司以增材制造(三維打印)方式生產(chǎn)火箭的關鍵部件。在火箭設計和制造領域，三維打印相對于傳統(tǒng)制造方式有一些獨特的優(yōu)勢。一個重要的優(yōu)點是它能降低復雜零件的生產(chǎn)成本。據(jù)NASA稱，成本降低的一個關鍵要素就是盡可能減少零件數(shù)目。在Aerojet生產(chǎn)的一種發(fā)動機中，打印組件只需要生產(chǎn)三個單獨的零件，而原來則需要100個以上。含鎳合金能夠經(jīng)受太空航行所需的巨大熱量和壓力。

Space-X公司(2014年7月出版的《鎳雜志》第29卷第2期中提到過)利用三維打印生產(chǎn)發(fā)動機艙。

同樣，Blue Origin公司正采用含鎳合金Monel? K-500(UNS K05500)生產(chǎn)下一代液態(tài)天然氣驅(qū)動火箭發(fā)動機(BE-4)。

Blue Origin公司在新式水力渦輪機的所有生產(chǎn)階段采用增材打印方式，包括一些非常復雜的發(fā)動機流動通道。Monel®  K-500合金主要由鎳(約占三分之二)和銅(略少于三分之一)組成，有少量鋁和鈦，可以通過沉淀硬化機理提高強度。

第一臺Blue Origin BE-4發(fā)動機現(xiàn)已裝配完畢，很快會有更多發(fā)動機推出。最終將有8臺發(fā)動機安裝在該公司生產(chǎn)的270多英尺長“新格倫”火箭上，可以運送大量的有效載荷和乘客進入軌道。

含鎳合金能夠經(jīng)受太空航行所需的巨大熱量和壓力。

高速列車中的含鎳不銹鋼

通往哥本哈根的道路上Pepparholmen厄勒海峽大橋上行駛的X2000列車Stefan Nilsson

瑞典X2000列車

上世紀80年代末，瑞典SJ國家鐵路公司訂購高速列車時提出的需求是一種能保證長期安全、舒適和經(jīng)濟的解決方案，而且維護費用較低、使用壽命較長。為此，通過冷加工以提高強度的304型含鎳不銹鋼(UNS S30400，一種奧氏體合金)成為X2000快速列車堅固車架的最佳選擇。

X2000列車由ABB集團生產(chǎn)，于1990年到1998年間投入使用。列車車架的首選材料是奧托昆普公司生產(chǎn)的不銹鋼。

X2000列車采用特殊設計，包括傾擺系統(tǒng)和徑向轉(zhuǎn)向架，可以在彎曲軌道上達到每小時200公里的高速，同時不影響乘客的舒適和安全。這款車架具有很高的抗彎剛度，可以減小振動并提高乘坐舒適度。另外，304型不銹鋼還具有優(yōu)良的耐碰撞沖擊性，從而提高了乘客的安全性。

列車主要在斯德哥爾摩、哥本哈根和哥德堡等大城市之間運營。ABB集團經(jīng)過詳盡的壽命周期分析決定采用不銹鋼作為車架材料，通過計算發(fā)現(xiàn)從長期來看，不銹鋼比鋁鋼或碳鋼更輕盈、更安全、更經(jīng)濟。例如，每輛列車在30年內(nèi)可以節(jié)省約10萬瑞典克郎(目前約合17,500美元)的維護費用，而每輛列車與碳鋼相比重量減輕20%左右。車身更輕盈意味著驅(qū)動列車所需的能量較少，從而實現(xiàn)了顯著的節(jié)能：每輛列車30年可以節(jié)省約800,000千瓦時的能耗。

經(jīng)過二十年的運營，這些列車正在進行全面的技術(shù)和內(nèi)部升級。但原始不銹鋼車架完好如新，預計還能使用二十年。通過X2000升級項目，整個車隊有望在2018年前恢復運營，而且可靠性和舒適度更勝從前。這個應用突顯了選擇材料時從壽命周期角度進行考量的重要性。同時考察成本和環(huán)境影響并選擇適當?shù)燃壍牟讳P鋼是一種行之有效的辦法。

從長期來看，不銹鋼比鋁鋼或碳鋼更輕盈、更安全、更經(jīng)濟。