一、國內(nèi)高溫合金市場需求呈現(xiàn)增長態(tài)勢，其中航空航天領(lǐng)域需求尤為迫切
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國高溫合金行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景預(yù)測報(bào)告（2024-2031年）》顯示，高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基體元素，能在600℃以上的高溫環(huán)境下抗氧化或耐腐蝕，并能在一定應(yīng)力作用下可長期工作的一類金屬材料。
高溫合金不僅有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化和耐腐蝕性能，而且還有良好的綜合性能，如蠕變性能、疲勞性能、斷裂韌性、組織穩(wěn)定性、工藝性能等。在民用工業(yè)領(lǐng)域，高溫合金可用于發(fā)動機(jī)增壓渦輪、煙氣輪機(jī)葉片和盤、冶金軋鋼加熱爐墊塊、內(nèi)燃機(jī)排氣閥座等方面。在軍工領(lǐng)域，是航空發(fā)動機(jī)、航天器和火箭發(fā)動機(jī)以及艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵熱端部件材料，也是核反應(yīng)堆、化工設(shè)備等方面需要的重要高溫結(jié)構(gòu)材料。
高溫合金主要應(yīng)用領(lǐng)域
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 簡介 |
| 航空航天 | 航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的先進(jìn)性在很大程度上取決于所使用材料的水平。高溫合金是航空發(fā)動機(jī)重要材料，是多個核心部件的性能保障。在新型的航空發(fā)動機(jī)中，高溫合金用量占發(fā)動機(jī)總重量超過40%，主要用于燃燒室、渦輪導(dǎo)向葉片（又稱導(dǎo)向器）、渦輪工作葉片、渦輪盤等熱端部件，此外還用于機(jī)匣、環(huán)件、尾噴口等部件。燃燒室是發(fā)動機(jī)各部件中溫度最高的區(qū)域，燃燒室內(nèi)燃?xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)1500-2000℃，作為燃燒室壁的高溫合金材料需承受800-900℃的高溫，局部甚至高達(dá)1100℃以上。除需承受高溫外，燃燒室材料還應(yīng)能承受周期性點(diǎn)火啟動導(dǎo)致的急劇熱疲勞應(yīng)力和燃?xì)獾臎_擊力。用于制造燃燒室的主要材料有高溫合金、不銹鋼和結(jié)構(gòu)鋼，其中用量最大、最為關(guān)鍵的是變形高溫合金。渦輪導(dǎo)向葉片用來調(diào)整燃燒室出來的燃?xì)饬飨?，是渦輪發(fā)動機(jī)上承受溫度最高、熱沖擊最大的零部件，材料工作溫度最高可達(dá)1100℃以上，但渦輪導(dǎo)向葉片承受的應(yīng)力比較低，該零件往往由于受到較大熱應(yīng)力而引起扭曲，溫度劇變產(chǎn)生熱疲勞裂紋以及局部溫度過高導(dǎo)致燒傷而報(bào)廢。因此，渦輪導(dǎo)向葉片大多采用精密鑄造鎳基高溫合金和鈷基高溫合金生產(chǎn)。渦輪工作葉片是渦輪發(fā)動機(jī)中工作條件最惡劣也是最關(guān)鍵的部件。渦輪工作葉片在承受高溫的同時(shí)要承受很大的離心應(yīng)力、振動應(yīng)力、熱應(yīng)力等，其所承受溫度低于相應(yīng)渦輪導(dǎo)向葉片50-100℃。渦輪工作葉片材料大多也是精密鑄造鎳基和鈷基高溫合金。渦輪工作葉片結(jié)構(gòu)與材料的不斷改進(jìn)已成為航空發(fā)動機(jī)性能提升的關(guān)鍵因素之一。渦輪盤在四大熱端部件中所占重量最大。渦輪盤是航空發(fā)動機(jī)上的重要轉(zhuǎn)動部件，工作溫度不高，一般輪緣為550-750℃，輪心為300℃左右，用作渦輪盤的高溫合金為高強(qiáng)度、高持久蠕變性能的變形高溫合金和粉末高溫合金。在我國，渦輪盤中變形高溫合金GH4169合金用量最大、應(yīng)用范圍最廣。 |
| 汽車 | 汽車渦輪增壓器是最主要的車用高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域。汽車渦輪增壓器、發(fā)動機(jī)排氣 管、內(nèi)燃機(jī)的閥座、鑲塊、進(jìn)氣閥、密封彈簧、火花塞、螺栓以及熱發(fā)生器等裝置 零部件需要高的高溫力學(xué)性能，因此是高溫合金材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域，其中汽車渦 輪增壓器是最主要的車用高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域。汽車渦輪增壓器具有降低噪聲、減少 有害氣體排放、提高功率等優(yōu)點(diǎn)，國外的重型柴油機(jī)增壓器裝配率 100%，中小型柴 油機(jī)也在不斷地增大其裝配比例，英、美、法等國家裝配比例已達(dá) 80%左右，相較 之下，我國 50%的裝配率仍有一定提升的空間。 |
| 核電設(shè)備 | 在核電裝備制造業(yè)中，高溫合金材料因其具有的耐高溫、耐高強(qiáng)度等優(yōu)異特性，具 有難以替代的作用，主要應(yīng)用于承擔(dān)核反應(yīng)工作的核島內(nèi)。核電裝備中主要使用高 溫合金的部件包括燃料機(jī)組、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、壓力容器、蒸發(fā)器以及堆內(nèi)構(gòu)件、 燃料棒定位格架、高溫氣體爐熱交換器等，這些部件在工作時(shí)需要承受 600-800°C 的高溫，需要較高的蠕變強(qiáng)度，必須采用高溫合金材料。 |
資料來源：觀研天下整理
隨著航空航天、能源、化工等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國對高溫合金材料的需求持續(xù)增加；特別是在航空航天領(lǐng)域，隨著新一代發(fā)動機(jī)的研發(fā)與制造，對高性能高溫合金材料的需求更為迫切。數(shù)據(jù)顯示，2017-2022年我國高溫合金需求量由3萬噸增長至7萬噸，年均復(fù)合增長率為 18.47%；航空航天需求量占比超50%。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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二、政策推動高溫合金產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化，近年來國內(nèi)產(chǎn)量保持增長
高溫合金是國防建設(shè)、航天航空、能源、船舶等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料。在全球產(chǎn)業(yè)競爭格局重大調(diào)整的宏觀背景下，我國政府陸續(xù)發(fā)布《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021年版）》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等產(chǎn)業(yè)政策，通過設(shè)定關(guān)鍵戰(zhàn)略材料綜合保障能力的發(fā)展目標(biāo)，大力鼓勵和支持以先進(jìn)金屬材料為代表的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動高溫合金產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化，支撐產(chǎn)業(yè)升級和制造強(qiáng)國建設(shè)。
我國高溫合金行業(yè)相關(guān)政策
| 時(shí)間 | 政策 | 發(fā)布部門 | 主要內(nèi)容 |
| 2022.09 | 《原材料工業(yè)“三品”實(shí)施方案》 | 工信部等四部委 | 到2025年，原材料品種更加豐富、品質(zhì)更加穩(wěn)定、品牌更具影響力。高溫合金、高性能特種合金、半導(dǎo)體材料、高性能纖維及復(fù)合材料等產(chǎn)品和服務(wù)對重點(diǎn)領(lǐng)域支撐能力顯著增強(qiáng)。 |
| 2021.12 | 《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 | 工信部、科技部、自然資源部 | 按照“創(chuàng)新引領(lǐng)、市場主導(dǎo)、供需協(xié)調(diào)、綠色安全”的基本原則，提出了原材料工業(yè)未來5年的總體發(fā)展方向和15年遠(yuǎn)景目標(biāo)。 |
| 2021.12 | 《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2021年版)》 | 工信部 | 支持GH4065A、GH4169D等航空發(fā)動機(jī)用變形高溫合金鍛件。 |
| 2021.03 | 《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目年遠(yuǎn)景目標(biāo)》 | 國務(wù)院 | 制造業(yè)之高端新材料核心競爭力提升:推動高品質(zhì)特殊鋼材、高性能合金、高溫合金等高端新材料取得突破;培育先進(jìn)制造業(yè)集群，推動航空航天產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展:加快先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵材料等技術(shù)研發(fā)驗(yàn)證。 |
| 2020.09 | 《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》 | 國家發(fā)改委等四部委 | 加快新材料產(chǎn)業(yè)強(qiáng)弱項(xiàng)。圍繞保障大飛機(jī)等重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定，加快在高溫合金等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。 |
資料來源：觀研天下整理
近年來我國高溫合金生產(chǎn)體系逐漸成熟，產(chǎn)量保持增長。數(shù)據(jù)顯示，2017-2022年我國高溫合金產(chǎn)量由1.88萬噸增長至4.2萬噸，年均復(fù)合增長率為17.44%。
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三、高溫合金具有較高行業(yè)壁壘，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少
高溫合金行業(yè)壁壘較高。在下游需求拉動下，我國高溫合金行業(yè)處于高速發(fā)展中， 但由于高溫合金行業(yè)具有技術(shù)含量高、制備工藝復(fù)雜、加工難度大等特點(diǎn)，制備技 術(shù)需要長期積累與發(fā)展，因此具有較高的技術(shù)壁壘。同時(shí)由于高溫合金主要應(yīng)用于 軍工領(lǐng)域，須取得相應(yīng)資質(zhì)才能進(jìn)入下游采購體系，而資質(zhì)的取得與認(rèn)證周期較長， 因此高溫合金行業(yè)的投資回報(bào)周期較長。此外，由于高溫合金材料的產(chǎn)能稀缺性及 品質(zhì)的高要求，下游客戶選定高溫合金供應(yīng)商后，會進(jìn)行長期合作，通常不會更換， 也會對新進(jìn)入者形成壁壘。
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整體來看，高溫合金行業(yè)在技術(shù)、市場先入、行業(yè)準(zhǔn)入、 生產(chǎn)組織能力、資金要求上都具有很高的行業(yè)壁壘，使得高溫合金市場參與者較少，行業(yè)集中度較高。
從發(fā)展歷程及技術(shù)背景來看，當(dāng)前我國從事高溫合金研究生產(chǎn)的企業(yè)主要分為四類：依托科研院所技術(shù)轉(zhuǎn)型企業(yè)，中國航發(fā)下屬發(fā)動機(jī)主機(jī)廠和中航工業(yè)、中航科技等集團(tuán)內(nèi)部從事精密鑄 造或鍛造業(yè)務(wù)的相關(guān)企業(yè)，特鋼企業(yè)，新興民營冶金企業(yè)。
我國高溫合金生產(chǎn)企業(yè)分類
| 類別 | 代表企業(yè) | 簡介 |
| 依托科研院所技術(shù)轉(zhuǎn)型企業(yè) | 鋼研高納、航材股份、中科院金屬 研究所等 | 長期承擔(dān)國內(nèi)合金技術(shù)研發(fā)任務(wù)，具備深厚的技術(shù)積累，與下 游需求單位緊密合作，具備生產(chǎn)較小批量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特定型號高端產(chǎn)品能力。 |
| 中國航發(fā)下屬發(fā)動機(jī)主機(jī)廠和中航工業(yè)、中航科技等集團(tuán)內(nèi)部從事精密鑄 造或鍛造業(yè)務(wù)的相關(guān)企業(yè) | - | 主要為各大主機(jī)廠和其他集團(tuán)單位提供配套服務(wù) |
| 特鋼企業(yè) | 撫順特鋼、寶鋼特鋼等 | 在冶金方面具備較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力，通常具備大規(guī)模生產(chǎn)能力，能夠生產(chǎn)批量較大的合金板材、棒材和鍛件 |
| 新興民營冶金企業(yè) | 圖南股份、萬澤股份等 | 近年開始涉及高溫合 金領(lǐng)域，主要是在特定型號高溫合金材料或某一產(chǎn)品領(lǐng)域具備技術(shù)優(yōu)勢。 |
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四、我國高溫合金市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求狀態(tài)，企業(yè)不斷擴(kuò)產(chǎn)下缺口有望收窄
總體來看，我國高溫合金行業(yè)供給仍存在較大缺口，且呈逐年擴(kuò)大的趨勢。我國高溫合金行業(yè)從業(yè)企 業(yè)數(shù)量少，且整體技術(shù)開發(fā)水平與國際先進(jìn)水平相比存在較大差距，整體產(chǎn)能、實(shí)際有效 產(chǎn)量較小，尤其是高端航空用高溫合金的有效產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長的市場需 求，導(dǎo)致我國高溫合金領(lǐng)域存在一定的進(jìn)口依存度。
目前國內(nèi)高溫合金從業(yè)企業(yè)間屬于競合關(guān)系，直接競爭較少，基本上以努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng) 新、擴(kuò)大產(chǎn)能、滿足市場需求為目標(biāo)共同發(fā)展。如航材股份 通過 IPO 擴(kuò)產(chǎn)擬建設(shè) 3 條母合金研發(fā)中試線，1 條大型復(fù)雜高溫結(jié)構(gòu)件模具研發(fā)中 試線；西部超導(dǎo)通過非公開發(fā)行股票募集資金，投產(chǎn)發(fā)動機(jī)用高性能高溫合金材料 及粉末盤項(xiàng)目等，將新增高溫合金產(chǎn)能 1500 噸。隨著國內(nèi)新增產(chǎn)能的投放，高溫合金供給缺口有望收窄。
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