20170821-兴业证券-兴业军工行业深度系列之二_高温合金行业深度研究_43页_3mb

高温合金行业深度研究报告总结

核心内容概述

高温合金是一种能在600~1200℃高温下保持高强度、抗氧化、抗腐蚀和抗蠕变能力的合金材料，是航空发动机、燃气轮机和液体火箭发动机等军用动力装备的核心材料。本文系统梳理了高温合金的概念、分类、发展历程、应用领域及市场容量，并分析了我国高温合金产业的发展现状、主要企业及与国外的差距。

主要观点

• 高温合金在军用航空发动机、燃气轮机和液体火箭发动机中起着不可替代的作用。
• 高温合金市场容量广阔，但主要受军用领域驱动，民用需求短期内对高温合金的牵引较弱。
• 我国是世界上仅有的四个拥有自主高温合金体系的国家之一，近年来在技术、生产方面取得了显著进展。
• 单晶高温合金是当前航空发动机涡轮叶片的重要材料，其承温能力接近合金熔点的90%，对提升发动机效率具有决定性作用。

关键信息

1. 高温合金的定义与特性

• 高温合金能在600~1200℃高温下保持高强度和硬度。
• 其主要特性是高温下的强度，而非单纯的耐高温能力。
• 含有超过30-40种元素，通过合金元素的添加实现强化效果。

2. 高温合金分类

• 按制造工艺：变形高温合金（70%）、铸造高温合金（20%）、粉末冶金高温合金。
• 按主要元素：铁基、镍基（应用最广，占80%）、钴基。
• 按强化方式：固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化、晶界强化。

3. 高温合金应用领域

• 航空发动机：燃烧室、导向器、涡轮叶片、涡轮盘等。
• 燃气轮机：涡轮叶片、导向叶片等。
• 液体火箭发动机：涡轮泵、燃烧室等。
• 其他领域：化工设备、核电、船舶等。

4. 高温合金市场容量

• 全球市场：2012年消费量为28万吨，市场规模达100亿美元。
• 国内市场：2016年产量约为2万吨，需求约为3万吨。
• 军用市场：
  • 军用航空发动机及舰船燃气轮机：2020年预计市场容量为140亿元。
  • 弹用航空发动机：2020年预计市场容量为20亿元。

5. 我国高温合金发展现状

• 发展历程：分为起步（1957-1970）、发展（1970-1990末）、加速（1990末至今）三个阶段。
• 主要企业：包括钢研高纳、抚顺特钢、航材院、中科院金属所、图南股份、中科三耐等。
• 技术进展：掌握了变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金的制备技术。
• 差距分析：我国高温合金在冶金质量、杂质控制等方面与国外先进水平仍有差距，如GH4169与Inconel718合金。

6. 重点企业分析

• 钢研高纳：国内高温合金母合金和精铸件的主要生产商，市场占有率超过30%，是航空发动机关键部件的重要供应商。
• 抚顺特钢：传统优势企业，提供变形高温合金材料。
• 中航重机：旗下包括陕西宏远、贵州安大等锻造企业，主要为航空发动机生产锻件。
• 中航精铸：国内精密铸造领域的领先企业，主要生产航空发动机热端部件。
• 图南股份：掌握高温合金精密铸造核心技术，可批量生产大型薄壁铸件。
• 中科三耐：拥有中科院金属所的铸造技术，是燃机叶片的重要供应商。

市场格局与产业链

• 产业链结构：科研单位 → 母合金生产商 → 锻造企业 → 铸造企业 → 下游应用企业。
• 主要科研单位：钢研高纳（原钢铁研究总院）、航材院、中科院金属所。
• 母合金生产商：抚顺特钢、钢研高纳、宝钢特钢、长城特钢、北满特钢、图南股份、中科三耐。
• 锻造企业：陕西宏远、贵州安大、西南铝业、钢研高纳、万航模锻、无锡透平叶片、贵州航宇科技。
• 铸造企业：航材院、钢研高纳、中航精铸、图南股份、中科三耐。
• 下游应用企业：航发集团下属发动机公司、航天科技集团、中船重工、上海汽轮机、东方汽轮机、哈尔滨汽轮机等。

风险提示

• 航空发动机及燃气轮机的批产进度不及预期，可能影响高温合金市场需求。

结论

高温合金作为军用动力装备的核心材料，其市场空间广阔，且具备极高的技术壁垒。我国高温合金产业虽起步较晚，但近年来在技术、生产等方面取得了显著进步，已具备一定的自主生产能力。随着军用航空发动机和燃气轮机的国产化进程加快，高温合金市场容量有望持续扩大。然而，与国外先进水平相比，我国在冶金质量、工艺稳定性等方面仍有提升空间。未来，随着技术的不断突破和产业链的完善，我国高温合金行业将迎来更广阔的发展前景。