中國高溫合金行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

中國高溫合金行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

1.產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

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，主要應(yīng)用于渦輪葉片、渦輪盤、燃燒室、壓氣機(jī)盤、機(jī)匣、環(huán)形件、尾噴管及緊固件等部件，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。

2.行業(yè)上游市場分析

鎳、鈷、鐵是高溫合金的基體元素，中國鎳、鈷礦資源短缺。從鈷資源來看，我國獨立鈷礦床很少，僅占全國鈷礦總儲量的2%左右，絕大多數(shù)的鈷礦資源來自伴生礦，主要伴生于鐵、鎳、銅等礦產(chǎn)中,伴生礦中鈷資源探明儲量占全國總儲量的50%左右，且大多數(shù)伴生礦品位較低。從鎳資源來看，我國目前探明的鎳礦資源儲量僅占全球總量的3.7%，可以說鎳礦資源儲備嚴(yán)重不足。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)：截止2019年中國鎳礦金屬查明資源儲量853噸，鈷礦金屬查明資源儲量69.4噸。

3.行業(yè)中游市場分析

（1）需求量

高溫合金行業(yè)具有技術(shù)含量高、制備工藝相對復(fù)雜和加工難度高的特點。經(jīng)過60多年的發(fā)展，我國高溫合金行業(yè)技術(shù)水平不斷提升，形成了自身的高溫合金生產(chǎn)體系，成為世界上少數(shù)幾個擁有高溫合金生產(chǎn)體系的國家之一。雖然我國高溫合金行業(yè)取得了長足的進(jìn)步，但與世界先進(jìn)水平相比仍存在一定不足，我國高溫合金行業(yè)從業(yè)企業(yè)數(shù)量少，整體技術(shù)開發(fā)水平與國際先進(jìn)水平還有較大差距，整體產(chǎn)能、實際有效產(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。2019年中國高溫合金需求量為4.82萬噸，2020年約為5.2萬噸。

《2022-2028年中國高溫合金行業(yè)市場現(xiàn)狀分析及未來前景規(guī)劃報告》數(shù)據(jù)顯示：高端和新型高溫合金需求增加主要來自于幾個方面，（1）我國發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動機(jī)，將帶來市場對高端和新型高溫合金的需求增加。（2）我國上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機(jī)廠等大型發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)等方面近年來有了較大提高，拉動了對發(fā)電設(shè)備用的渦輪盤的需求。正在進(jìn)行國產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備——大型地面燃機(jī)（也可作艦船動力）取得了顯著進(jìn)展，實現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動對高溫合金的需求。同時，核電設(shè)備的國產(chǎn)化，也將拉動對國產(chǎn)高溫合金的需求。（3）“一帶一路”經(jīng)過多個新興國家，如東盟、中亞、印度等，這些國家處于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，對于石化、冶金、建材等基礎(chǔ)工業(yè)產(chǎn)品需求很大，可以帶動我國的相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備的出口，同時也帶動相關(guān)技術(shù)的輸出和合作。

按制備工藝，高溫合金可分為鑄造高溫合金、變形高溫合金和粉末高溫合金。其中變形高溫合金的熱加工塑性較好，可以在鍛軋機(jī)械的外力作用下塑性變形為特定形狀和尺寸的鍛件和型材，在固溶、時效狀態(tài)下的高溫強(qiáng)度優(yōu)異，其需求量約占高溫合金的70%。按基體元素，高溫合金可分為鎳基高溫合金、鐵基高溫合金和鈷基高溫合金。鎳基高溫合金的應(yīng)用范圍較廣，由于鎳金屬性能優(yōu)于鐵金屬且價格低于鈷金屬，因此市場上80%為鎳基高溫合金。

（2）企業(yè)格局

高溫合金尤其是高性能高溫合金市場仍主要依賴進(jìn)口，但隨著國產(chǎn)化越來越迫切，國產(chǎn)企業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，開始承擔(dān)航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等高端裝備用高溫合金的研制和生產(chǎn)任務(wù)。目前國內(nèi)高溫合金上市企業(yè)主要包括撫順特鋼、西部超導(dǎo)、圖南股份等。

從高溫合金銷量來看，國產(chǎn)企業(yè)占比仍較小，發(fā)展空間巨大。2020年撫順特鋼市場占比10.9%，西部超導(dǎo)市場占比0.5%，圖南股份市場占比3.7%，隆達(dá)股份市場占比1.8%。

4.行業(yè)下游市場分析

（1）航空發(fā)動機(jī)

高溫合金材料屬于航空航天材料中的重要成員，是制造航空航天發(fā)動機(jī)熱端部件的關(guān)鍵材料，發(fā)動機(jī)的性能水平在很大程度上取決于高溫合金材料的性能水平。

在新型的航空發(fā)動機(jī)中，高溫合金用量占發(fā)動機(jī)總重量的40%-60%以上，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。近年來，中國航空發(fā)動機(jī)營業(yè)收入不斷增加，由2016年的222.2億元增加至2020年的256.5億元。

（2）燃?xì)廨啓C(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)的核心部件是壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)馔钙?。受工作環(huán)境的限制，燃燒室和燃?xì)馔钙降闹饕褂面嚮邷睾辖鸷外捇邷睾辖鹬圃?。與航空發(fā)動機(jī)渦輪輪盤相似，燃?xì)廨啓C(jī)透平輪盤不同部位的溫差也較大，形成徑向熱應(yīng)力。因此，需要材料在工作溫度下具有較高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和低周疲勞強(qiáng)度。燃?xì)廨啓C(jī)透平輪盤的主要選材是鎳基變形高溫合金，如IN718、IN706和GH4698等。由于燃?xì)廨啓C(jī)透平輪盤直徑通常是航空發(fā)動機(jī)渦輪輪盤的3倍以上，因此需要使用大尺寸變形高溫合金，這對于合金純凈度的控制以及鈮元素偏析控制提出了較高的要求。

燃?xì)廨啓C(jī)是關(guān)系國家安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高技術(shù)核心裝備，屬于市場前景巨大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)水準(zhǔn)是代表一個國家科技和工業(yè)整體實力的重要標(biāo)志之一。2020年中國燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)量約為356.23萬千瓦。

（3）核電

高溫合金材料因其耐高溫、耐高強(qiáng)度等優(yōu)異特性，在核電領(lǐng)域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、堆內(nèi)構(gòu)件、燃料棒定位格架、高溫氣體爐熱交換器等。這些部件在工作時需要承