未來高溫合金需求增加主要來自於(yu) 幾個(ge) 方麵:
我國2019年高溫合金材料的產(chan) 能為(wei) 1.74萬(wan) 噸,總需求卻達到了3萬(wan) 噸,自給率為(wei) 58%,國產(chan) 替代空間大。再加上我國在航空航天產(chan) 業(ye) 研製先進發動機、燃氣輪機、核電設備等領域工藝上的突破,進一步刺激了市場對和新型高溫合金的需求;
從(cong) *的應用結構上來看,我國的高溫合金僅(jin) 20-30%應用在民用領域,而*市場45%的高溫合金材料應用在民用領域(美國的高溫合金材料在民用領域的應用高達60%),我國在民用領域的可提升空間很大;
“一帶一路"經過多個(ge) 新興(xing) 國家,如東(dong) 盟、中亞(ya) 、印度等,這些國家處於(yu) 經濟的發展階段,對於(yu) 石化、冶金、建材等基礎工業(ye) 產(chan) 品需求很大。
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為(wei) 基,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料,具有優(you) 異的高溫強度,良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能,又被稱為(wei) “超合金",主要應用在航空、航天、石油、化工、艦船、電力、汽車等領域。高溫合金行業(ye) 屬於(yu) 技術密集型行業(ye) ,其生產(chan) 過程具有技術含量高、開發難度大等特點。研發一個(ge) 新類型的高溫合金產(chan) 品不僅(jin) 僅(jin) 需要技術條件的達成,還必須經過批量生產(chan) 和掌握其生產(chan) 工藝,這需要積累較多的行業(ye) 經驗才可以成功,技術壁壘、行業(ye) 壁壘均較高。此外,領域對產(chan) 品的驗證嚴(yan) 格且周期較長,一旦通過驗證就不會(hui) 輕易換掉供應商,客戶壁壘較高。
高溫合金按照合金的主要元素可以分為(wei) 鐵基高溫合金、鎳基高溫合金(含鎳基在50%以上)以及鈷基高溫合金(含鈷基大約為(wei) 60%)。其中鎳基高溫合金的耐熱性能相較鐵基高合金要更強一些,使用在1000℃以上的工作條件。目前鎳基高溫合金是應用範圍*的高溫合金,其市場應用範圍高達80%。其次是鐵基高溫合金,應用占比約14%。而鈷基高溫合金因為(wei) 其原材料鈷為(wei) 很多國家的稀缺資源且價(jia) 格昂貴,用量比較少,主要應用在600-1000℃和較長時間受極限複雜應力高溫零部件中,市場應用範圍最小。
鑄造高溫合金主要包括了等軸高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金以及單晶高溫合金,其市場應用範圍排在第二的位置,占比為(wei) 了20%。根據其可以通過鑄造工藝直接成型的特點,主要用於(yu) 製造形狀比較複雜的產(chan) 品,使用溫度在-253-1100℃之間。新型高溫合金是在傳(chuan) 統的變形高溫合金和鑄造高溫合金基礎上發展出來,其綜合性能會(hui) 更好,主要包括粉末高溫合金、ODS高溫合金、金屬間化合物高溫合金等。其中粉末高溫合金已經批量用於(yu) 國內(nei) 多個(ge) 型號的航空發動機,ODS高溫合金主要應用在1000-1400℃超高溫場景中。
此外,高溫合金的生產(chan) 工藝比較複雜,全部工藝流程包括溫度、濕度、壓力、電流等幾千個(ge) 參數,任何一個(ge) 環節出現問題,都會(hui) 影響到產(chan) 品的質量以及穩定性。以機加工為(wei) 例,因為(wei) 高溫合金內(nei) 含有鉻、鋁等較為(wei) 活潑的元素,在氧化過熱腐蝕環境中容易出現化學不穩定的情況。如果製作工藝達不到,在其加工過程中容易出現切削加工性差、切削變形大、加工硬化傾(qing) 向、刀具易磨損和表麵質量、精度容易保證等難點。
2.0 行業(ye) 上下遊價(jia) 值鏈情況
高溫合金上遊主要原材料為(wei) 電解鎳、金屬鈷、鐵基等金屬材料,其中應用*泛的是電解鎳,占比為(wei) 80%,鐵基占比14.3%,鈷基占比5.7%。高溫合金產(chan) 業(ye) 鏈的原材料大多由國內(nei) 廠商供應,但是其主要原材料電解鎳屬於(yu) 國家戰略性物資,國內(nei) 僅(jin) 有金川集團有限公司(或其授權經銷商)等少數幾家公司可以提供。對於(yu) 高溫合金產(chan) 業(ye) 鏈中遊來說,成本占比較高的主要是原材料部分,占比達到60%以上,其價(jia) 格的波動對中遊的成本有較大影響。設備方麵,我國的設備研發與(yu) 海外技術先進設備廠商還存在一定差距,以進口為(wei) 主。高溫合金在我國下遊應用領域包括航空發動機、燃氣輪機以及汽車行業(ye) 等領域。其中有70%以上的高溫合金應用在領域,下遊客戶主要是以中國航空發動機研究院、沈陽發動機設計研究所、航發集團下屬公司等為(wei) 代表的發動機研發設計製造主機廠。