高温合金行业深度报告

发布时间： 2022-04-16　　点击次数： 596次

未来高温合金需求增加主要来自于几个方面：

我国2019年高温合金材料的产能为1.74万吨，总需求却达到了3万吨，自给率为58%，国产替代空间大。再加上我国在航空航天产业研制先进发动机、燃气轮机、核电设备等领域工艺上的突破，进一步刺激了市场对和新型高温合金的需求；

从*的应用结构上来看，我国的高温合金仅20-30%应用在民用领域，而*市场45%的高温合金材料应用在民用领域（美国的高温合金材料在民用领域的应用高达60%），我国在民用领域的可提升空间很大；
“一带一路"经过多个新兴国家，如东盟、中亚、印度等，这些国家处于经济的发展阶段，对于石化、冶金、建材等基础工业产品需求很大。

1.0 行业简介

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，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金"，主要应用在航空、航天、石油、化工、舰船、电力、汽车等领域。高温合金行业属于技术密集型行业，其生产过程具有技术含量高、开发难度大等特点。研发一个新类型的高温合金产品不仅仅需要技术条件的达成，还必须经过批量生产和掌握其生产工艺，这需要积累较多的行业经验才可以成功，技术壁垒、行业壁垒均较高。此外，领域对产品的验证严格且周期较长，一旦通过验证就不会轻易换掉供应商，客户壁垒较高。

图1：高温合金的分类情况（资料来源：中航证券研究所）

高温合金按照合金的主要元素可以分为铁基高温合金、镍基高温合金（含镍基在50%以上）以及钴基高温合金（含钴基大约为60%）。其中镍基高温合金的耐热性能相较铁基高合金要更强一些，使用在1000℃以上的工作条件。目前镍基高温合金是应用范围*的高温合金，其市场应用范围高达80%。其次是铁基高温合金，应用占比约14%。而钴基高温合金因为其原材料钴为很多国家的稀缺资源且价格昂贵，用量比较少，主要应用在600-1000℃和较长时间受极限复杂应力高温零部件中，市场应用范围最小。

铸造高温合金主要包括了等轴高温合金、定向凝固柱晶高温合金以及单晶高温合金，其市场应用范围排在第二的位置，占比为了20%。根据其可以通过铸造工艺直接成型的特点，主要用于制造形状比较复杂的产品，使用温度在-253-1100℃之间。新型高温合金是在传统的变形高温合金和铸造高温合金基础上发展出来，其综合性能会更好，主要包括粉末高温合金、ODS高温合金、金属间化合物高温合金等。其中粉末高温合金已经批量用于国内多个型号的航空发动机，ODS高温合金主要应用在1000-1400℃超高温场景中。

此外，高温合金的生产工艺比较复杂，全部工艺流程包括温度、湿度、压力、电流等几千个参数，任何一个环节出现问题，都会影响到产品的质量以及稳定性。以机加工为例，因为高温合金内含有铬、铝等较为活泼的元素，在氧化过热腐蚀环境中容易出现化学不稳定的情况。如果制作工艺达不到，在其加工过程中容易出现切削加工性差、切削变形大、加工硬化倾向、刀具易磨损和表面质量、精度容易保证等难点。

2.0 行业上下游价值链情况

图3：中国高温合金产业链（资料来源：国元证券研究所）

高温合金上游主要原材料为电解镍、金属钴、铁基等金属材料，其中应用*泛的是电解镍，占比为80%，铁基占比14.3%，钴基占比5.7%。高温合金产业链的原材料大多由国内厂商供应，但是其主要原材料电解镍属于国家战略性物资，国内仅有金川集团有限公司（或其授权经销商）等少数几家公司可以提供。对于高温合金产业链中游来说，成本占比较高的主要是原材料部分，占比达到60%以上，其价格的波动对中游的成本有较大影响。设备方面，我国的设备研发与海外技术先进设备厂商还存在一定差距，以进口为主。高温合金在我国下游应用领域包括航空发动机、燃气轮机以及汽车行业等领域。其中有70%以上的高温合金应用在领域，下游客户主要是以中国航空发动机研究院、沈阳发动机设计研究所、航发集团下属公司等为代表的发动机研发设计制造主机厂。

上一篇：核电与其它领域的高温合金应用

下一篇：高温合金最大的产出国