一、國內高溫合金市場(chǎng)需求呈現增長(cháng)態(tài)勢，其中航空航天領(lǐng)域需求尤為迫切
根據觀(guān)研報告網(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測報告（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，并能在一定應力作用下可長(cháng)期工作的一類(lèi)金屬材料。
高溫合金不僅有優(yōu)良的高溫強度、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(dòng)機增壓渦輪、煙氣輪機葉片和盤(pán)、冶金軋鋼加熱爐墊塊、內燃機排氣閥座等方面。在軍工領(lǐng)域，是航空發(fā)動(dòng)機、航天器和火箭發(fā)動(dòng)機以及艦船和工業(yè)燃氣輪機的關(guān)鍵熱端部件材料，也是核反應堆、化工設備等方面需要的重要高溫結構材料。
高溫合金主要應用領(lǐng)域
| 應用領(lǐng)域 | 簡(jiǎn)介 |
| 航空航天 | 航空發(fā)動(dòng)機設計和制造技術(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(dòng)機重要材料，是多個(gè)核心部件的性能保障。在新型的航空發(fā)動(dòng)機中，高溫合金用量占發(fā)動(dòng)機總重量超過(guò)40%，主要用于燃燒室、渦輪導向葉片（又稱(chēng)導向器）、渦輪工作葉片、渦輪盤(pán)等熱端部件，此外還用于機匣、環(huán)件、尾噴口等部件。燃燒室是發(fā)動(dòng)機各部件中溫度最高的區域，燃燒室內燃氣溫度可高達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1100℃以上。除需承受高溫外，燃燒室材料還應能承受周期性點(diǎn)火啟動(dòng)導致的急劇熱疲勞應力和燃氣的沖擊力。用于制造燃燒室的主要材料有高溫合金、不銹鋼和結構鋼，其中用量最大、最為關(guān)鍵的是變形高溫合金。渦輪導向葉片用來(lái)調整燃燒室出來(lái)的燃氣流向，是渦輪發(fā)動(dòng)機上承受溫度最高、熱沖擊最大的零部件，材料工作溫度最高可達1100℃以上，但渦輪導向葉片承受的應力比較低，該零件往往由于受到較大熱應力而引起扭曲，溫度劇變產(chǎn)生熱疲勞裂紋以及局部溫度過(guò)高導致燒傷而報廢。因此，渦輪導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(dòng)機中工作條件最?lèi)毫右彩亲铌P(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力、振動(dòng)應力、熱應力等，其所承受溫度低于相應渦輪導向葉片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。渦輪工作葉片結構與材料的不斷改進(jìn)已成為航空發(fā)動(dòng)機性能提升的關(guān)鍵因素之一。渦輪盤(pán)在四大熱端部件中所占重量最大。渦輪盤(pán)是航空發(fā)動(dòng)機上的重要轉動(dòng)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(pán)的高溫合金為高強度、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(pán)中變形高溫合金GH4169合金用量最大、應用范圍最廣。 |
| 汽車(chē) | 汽車(chē)渦輪增壓器是最主要的車(chē)用高溫合金應用領(lǐng)域。汽車(chē)渦輪增壓器、發(fā)動(dòng)機排氣 管、內燃機的閥座、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用領(lǐng)域，其中汽車(chē)渦 輪增壓器是最主要的車(chē)用高溫合金應用領(lǐng)域。汽車(chē)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)，國外的重型柴油機增壓器裝配率 100%，中小型柴 油機也在不斷地增大其裝配比例，英、美、法等國家裝配比例已達 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、耐高強度等優(yōu)異特性，具 有難以替代的作用，主要應用于承擔核反應工作的核島內。核電裝備中主要使用高 溫合金的部件包括燃料機組、控制棒驅動(dòng)機構、壓力容器、蒸發(fā)器以及堆內構件、 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，需要較高的蠕變強度，必須采用高溫合金材料。 |
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隨著(zhù)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增加；特別是在航空航天領(lǐng)域，隨著(zhù)新一代發(fā)動(dòng)機的研發(fā)與制造，對高性能高溫合金材料的需求更為迫切。數據顯示，2017-2022年我國高溫合金需求量由3萬(wàn)噸增長(cháng)至7萬(wàn)噸，年均復合增長(cháng)率為 18.47%；航空航天需求量占比超50%。
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二、政策推動(dòng)高溫合金產(chǎn)業(yè)化、規?；?/strong>，近年來(lái)國內產(chǎn)量保持增長(cháng)
高溫合金是國防建設、航天航空、能源、船舶等戰略性產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵戰略材料。在全球產(chǎn)業(yè)競爭格局重大調整的宏觀(guān)背景下，我國政府陸續發(fā)布《戰略性新興產(chǎn)業(yè)分類(lèi)（2018）》《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標綱要》《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄（2021年版）》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規劃》等產(chǎn)業(yè)政策，通過(guò)設定關(guān)鍵戰略材料綜合保障能力的發(fā)展目標，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(dòng)高溫合金產(chǎn)業(yè)化、規?；?，支撐產(chǎn)業(yè)升級和制造強國建設。
我國高溫合金行業(yè)相關(guān)政策
| 時(shí)間 | 政策 | 發(fā)布部門(mén) | 主要內容 |
| 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)更加穩定、品牌更具影響力。高溫合金、高性能特種合金、半導體材料、高性能纖維及復合材料等產(chǎn)品和服務(wù)對重點(diǎn)領(lǐng)域支撐能力顯著(zhù)增強。 |
| 2021.12 | 《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規劃》 | 工信部、科技部、自然資源部 | 按照“創(chuàng )新引領(lǐng)、市場(chǎng)主導、供需協(xié)調、綠色安全”的基本原則，提出了原材料工業(yè)未來(lái)5年的總體發(fā)展方向和15年遠景目標。 |
| 2021.12 | 《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄(2021年版)》 | 工信部 | 支持GH4065A、GH4169D等航空發(fā)動(dòng)機用變形高溫合金鍛件。 |
| 2021.03 | 《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目年遠景目標》 | 國務(wù)院 | 制造業(yè)之高端新材料核心競爭力提升:推動(dòng)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(dòng)航空航天產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展:加快先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵材料等技術(shù)研發(fā)驗證。 |
| 2020.09 | 《關(guān)于擴大戰略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(cháng)點(diǎn)增長(cháng)極的指導意見(jiàn)》 | 國家發(fā)改委等四部委 | 加快新材料產(chǎn)業(yè)強弱項。圍繞保障大飛機等重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩定，加快在高溫合金等領(lǐng)域實(shí)現突破。 |
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近年來(lái)我國高溫合金生產(chǎn)體系逐漸成熟，產(chǎn)量保持增長(cháng)。數據顯示，2017-2022年我國高溫合金產(chǎn)量由1.88萬(wàn)噸增長(cháng)至4.2萬(wàn)噸，年均復合增長(cháng)率為17.44%。
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三、高溫合金具有較高行業(yè)壁壘，國內生產(chǎn)企業(yè)數量較少
高溫合金行業(yè)壁壘較高。在下游需求拉動(dòng)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、制備工藝復雜、加工難度大等特點(diǎn)，制備技 術(shù)需要長(cháng)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用于 軍工領(lǐng)域，須取得相應資質(zhì)才能進(jìn)入下游采購體系，而資質(zhì)的取得與認證周期較長(cháng)， 因此高溫合金行業(yè)的投資回報周期較長(cháng)。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(hù)選定高溫合金供應商后，會(huì )進(jìn)行長(cháng)期合作，通常不會(huì )更換， 也會(huì )對新進(jìn)入者形成壁壘。
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整體來(lái)看，高溫合金行業(yè)在技術(shù)、市場(chǎng)先入、行業(yè)準入、 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(chǎng)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(lái)看，當前我國從事高溫合金研究生產(chǎn)的企業(yè)主要分為四類(lèi)：依托科研院所技術(shù)轉型企業(yè)，中國航發(fā)下屬發(fā)動(dòng)機主機廠(chǎng)和中航工業(yè)、中航科技等集團內部從事精密鑄 造或鍛造業(yè)務(wù)的相關(guān)企業(yè)，特鋼企業(yè)，新興民營(yíng)冶金企業(yè)。
我國高溫合金生產(chǎn)企業(yè)分類(lèi)
| 類(lèi)別 | 代表企業(yè) | 簡(jiǎn)介 |
| 依托科研院所技術(shù)轉型企業(yè) | 鋼研高納、航材股份、中科院金屬 研究所等 | 長(cháng)期承擔國內合金技術(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、結構復雜的特定型號高端產(chǎn)品能力。 |
| 中國航發(fā)下屬發(fā)動(dòng)機主機廠(chǎng)和中航工業(yè)、中航科技等集團內部從事精密鑄 造或鍛造業(yè)務(wù)的相關(guān)企業(yè) | - | 主要為各大主機廠(chǎng)和其他集團單位提供配套服務(wù) |
| 特鋼企業(yè) | 撫順特鋼、寶鋼特鋼等 | 在冶金方面具備較強技術(shù)實(shí)力，通常具備大規模生產(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(yíng)冶金企業(yè) | 圖南股份、萬(wàn)澤股份等 | 近年開(kāi)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(chǎng)呈現供不應求狀態(tài)，企業(yè)不斷擴產(chǎn)下缺口有望收窄
總體來(lái)看，我國高溫合金行業(yè)供給仍存在較大缺口，且呈逐年擴大的趨勢。我國高溫合金行業(yè)從業(yè)企 業(yè)數量少，且整體技術(shù)開(kāi)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)能遠遠不能滿(mǎn)足日益增長(cháng)的市場(chǎng)需 求，導致我國高溫合金領(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)現技術(shù)創(chuàng ) 新、擴大產(chǎn)能、滿(mǎn)足市場(chǎng)需求為目標共同發(fā)展。如航材股份 通過(guò) IPO 擴產(chǎn)擬建設 3 條母合金研發(fā)中試線(xiàn)，1 條大型復雜高溫結構件模具研發(fā)中 試線(xiàn)；西部超導通過(guò)非公開(kāi)發(fā)行股票募集資金，投產(chǎn)發(fā)動(dòng)機用高性能高溫合金材料 及粉末盤(pán)項目等，將新增高溫合金產(chǎn)能 1500 噸。隨著(zhù)國內新增產(chǎn)能的投放，高溫合金供給缺口有望收窄。
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