高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。
高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。
基于上述性能特点,且高温合金的合金化程度较高,又被称为“超合金”,是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分,高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃,对于在更高温度下使用的耐热部件,则采用镍基和难熔金属为基的合金。 镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。
高温合金分类
高温合金可分为变形、铸造和粉末等三类。根据合金材料成型方式,高温合金可分 为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金三类。变形合金可生产棒材、丝材、板材、管材和带材等,铸造高温合金有等轴晶铸造、定型凝固和单晶铸造之分,粉末冶金合金有普通粉末和氧化物弥散强化粉末等。
在命名方式上,国外的高温合金牌号 根据开发生产厂家的注册商标命名;国内变形高温合金牌号以GH后接4位阿拉伯数 字表示(第一位表示分类号,2~4位表示合金编号),铸造高温合金采用K前缀(第 1位表示分类号),粉末高温合金以FGH前缀后跟阿拉伯数字表示,以MGH、DK和 DD等作为前缀的合金分别表示机械合金化粉末高温合金、定型凝固高温合金和单晶 铸造高温合金。
随着近年来我国航空航天、核电等领域的快速发展,市场对高温合金的需求量也随之不断增加,推动了我国高温合金产量的增长。虽然我国高温合金产业发展较快,但整体技术水平与世界先进水平仍存在差距,高端品种尚未实现自主可控,供需缺口较大。产量方面,我国高温合金产量从2017年的1.9万吨增至2020年的3.3万吨,年均复合增长率为20.63%。从需求和产量差异角度来看,我国高温合金仍具有较大缺口,存在一定的进口依存度。
《“十四五”原材料工业发展规划》指出,我国需聚焦大飞机、航空发动机等重点领域,着重推进高温合金、航空轻合金等材料创新发展,以补齐国内关键短板材料。近年来,随着我国航空发动机行业取得高速进展,我国高温合金行业发展受到推动,需求量不断增长。从2017年的3万吨增至2020年的5.3万吨,年均复合增长率为20.89%。
高温合金产业链
高温合金产业链上游为金属原料,而由于镍基高温合金使用量较大,从而上游多以 电解镍为原料。从采购量大小看主要为镍、钴、钼、铼等金属原料。据图南股份招股 书,对于镍基高温合金,其主要原材料为电解镍,属于国家战略物资,国内主要生产 厂家为金川集团有限公司(或其授权经销商)等少数几家公司,基本采取现款现货 模式交易,价格具有明显波动性,采购价格根据市场价格随行就市。
高温合金生产企业处于产业链中上游,核心在于通过工艺控制,实现金属原料熔炼 为纯净度高、成分均匀性和组织一致性较好的高温合金。企业结合先进的制造检测 设备,将基体元素按照一定比例和工艺生产流程,生产下游客户所需求的性能优良 的高温合金产品,包括铸造高温合金母合金、变形高温合金、粉末高温合金等,产品 形态视下游需求、设备能力、工艺水平而异,包括棒材、管材、丝材等。
高温合金产品认证标准较为严格,需要多环节认证才能纳入客户的合格供应商目录。 据隆达股份招股书,产品进入高端装备供应链时,设计所、主机厂、直接客户(多为 锻铸厂)等单位,全程参与关键重要部件所用高温合金的合格供应商考核评审过程, 非关键重要部件用高温合金的评审过程则会有所简化。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国高温合金行业供需分析及发展前景研究报告》显示
高温合金作为高尖端的高性能材料,生产工艺较为复杂,其中特种冶炼、精密铸造、锻造、焊接等工序需要长期的技术积淀和不断的技术创新方能掌握。我国高温合金专利申请数量在2013-2021年间持续增长,2021年中国高温合金专利申请数量为1489项;2022年,中国高温合金专利申请数量为1493项;截止到2023年8月2日,中国高温合金专利申请数量为263项。
高温合金行业发展前景
1.国家政策鼓励保障本行业健康稳定发展
随着国家对战略性新材料产业扶持力度加大,高温合金材料及其制品行业正处于个重大的历史转折点。“十三五”国家战略性新兴产业发展规划将高端装备、新材料等战略性新兴产业列为重点培育领域,《新材料产业发展指南》也将高温合金作为我国先进材料领域的短板明确写入规划中,“十四五”规划建议中,也要求推动高温合金、高性能合金、高品质特殊钢材等高端新材料取得突破。在产业政策的推动下,高温合金、高性能合金及特种不锈钢行业有望获得稳健、长足的发展。
2.重大装备自主可控推动高端新材料产品进口替代
军工行业具有天然的自主可控属性,随着西方国家对我国高新技术企业的封锁趋势不断加剧,迫使我国军工行业自主可控提速。在此形势下,我国军工企业通过加大研发投入、吸引研发人才等手段将核心技术掌握在自己手中,在被动中寻找突破是必然趋势。
3.国产化推动行业发展
虽然我国高温合金产业发展较快,但整体技术水平与世界先进水平仍存在差距,高端品种尚未实现自主可控,供需缺口较大。在近年来国家的大力支持下,我国形成了一批装备先进,具备一定生产规模的高温合金制造基地,也形成了一批研究水平较高,研究手段齐备的科研单位,逐步具备了高温合金自主研发和生产能力,国产化进程稳步推进,推动了行业快速发展。想了解更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国高温合金行业供需分析及发展前景研究报告》。
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2023-2028年中国高温合金行业供需分析及发展前景研究报告
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