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高温合金背景及必要性

一、高温合金项目背景分析

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。高温合金

具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好

的疲性能、断裂韧性等综合性能。高温合金的最大特点不

是其绝对熔点很高，而是在高温下仍然具有良好的特性。

在高温环境下，材料会加速退化，使用过程中易发生组

织不稳定、在温度和应力作用下产生变形和裂纹长大、材

料表面的氧化腐蚀等情况，而高温合金所具有的耐高温、

耐腐蚀等性能主要取决于它的化学组成和组织结构。

高温合金的研制在国际上主要在德国、英国、美国、日

本、俄罗斯等国家之间展开。高温合金国际发展体系的呈

现出一大特点，高温合金适用的工作温度范围越来越高，

从早期不到800℃到如今工作温度达到1700℃，伴随着工作

温度的不断提升是新技术、新工艺的不断迭代，从变形高

温合金、铸造高温合金到粉末冶金高温合金，特别是定向

凝固等技术的推广促进了航空发动机性能的不断提高。

我国高温合金经历了仿制、仿创结合到独创的发展过程，

形成为了我国独特的高温合金体系。我国研制的高温合金

已达到200多种，在2005年纳入国标的就有177中，构成

了高温合金体系的基础。在1980年之前，我国高温合金就

形成了自己的基础体系，目前这个体系更加完整和系统。

与国外以制造商各自形成体系标准不同，我国高温合金

形成了统一的国家标准，以合金成型方式、基体元素和强

化方式的顺序构建了完整体系。其中，合金成形方式有变

形高温合金、铸造高温合金（包括等轴晶铸造高温合金、定

向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金）、焊接用高温合金丝、

粉末冶金高温合金、弥散强化高温合金和金属间化合物高

温材料之分；在这些不同合金系列之下，再分铁基、镍基、

钴基及铬基合金；在相同基体之下，又分固溶强化和时效

强化类型等。

我国高温合金研究生产经历了60多年的发展，目前已

经形成了比较完整的高温合金体系。但是和美国、英国、

日本等国高温合金在很多方面依旧存在差距。

2019年我国重点优特钢企业高温合金铸锭产量约为

1.91万吨，同比增长32.95%，钢材产量约为0.85万吨，同

比增长50.13%，我国高温合金业务供给出现快速增长的情

况。但目前我国高温合金整体市场需求约为4万吨，供不应

求的问题依然显著。由于技术壁垒高、认证周期长、资金

需求大等因素，我国高温合金的产量增长缓慢，成材率较

低。

高温合金材料领域技术含量很高，目前具有完整高温合

金体系的国家只有美、英、俄、中四国，能够生产航空航

天用高温合金的企业全世界也不超过50家。不仅仅是生产

工艺要求高，长期资金投入、认证时间长和客户黏性也是

该行业门槛高的体现之一。高温合金行业无论是军品还是

民品，审核严格、时间跨度长、耗时费力，为该行业构筑

了天然的进入壁垒。高温合金有一半是用在航空航天领域，

特别是军用品方面，由于处于战略安全和保密性的要求，

国产龙头厂商的领先优势有望得到保持。

目前我国高温合金从业企业数量少，整体技术水平较国

外龙头企业仍有较大差距，整体产能和实际有效产能较小，

尤其在高端航空航天领域高温合金的产能与实际需求存在

较大缺口。根据我们对行业主要企业产能情况的数据汇总，

12家企业高温合金理论产能共计约2万吨，目前高温合金

50%的市场需求依赖进口，考虑到目前我国高温合金有效产

能与需求之间的缺口，预计实际对进口的依赖程度更大。

我国目前从事高温合金研究生产的主要企业分为两类，

第一类是特钢企业，主要是抚顺特钢、宝钢特钢、长城特

钢，主要生产批量较大的合金板材、棒材和锻件，这类产

品用量最大，结构简单；另一类是科研院所转型企业，主

要是钢研高纳、航材院、中科院金属研究所，主要生产较

小批量、结构复杂的高端产品，这两类厂家之间形成了错

位竞争的格局。目前国内企业间属于竞争合作关系，直接

竞争较少，同时存在上下游合作，以实现技术创新、扩大

产能以满足市场需求为主要发展目标。

2012-2018年全球高温合金市场规模合计758亿美元，

年均市场规模约为108亿美元；2018年全球高温合金市场规

模为121.63亿美元，同比增长4.8%，预计2024年全球高温

合金市场规模将达到173亿美元。航空航天领域是高温合金

的主要需求来