2020年高溫合金材料市場(chǎng)總體情況分析
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?高溫合金是可以在600℃以上的高溫環(huán)境中長(zhǎng)期工作的材料，其主要特性有三點(diǎn)：1，在高溫下可以保持一定的強(qiáng)度和韌性；2，性能穩(wěn)定，耐腐蝕，抗氧化；3，金屬熱膨脹系數(shù)小。按照主要成分，高溫合金可以分為鐵基、鎳基和鈷基。鐵基高溫合金的最高工作溫度較低（最高800℃），而鈷價(jià)格太高（最高使用溫度1100℃），所以目前鎳基高溫合金的應(yīng)用最廣（最高使用溫度1150℃）。按照加工和生產(chǎn)工藝，高溫合金又可以分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、新型高溫合金。變形高溫合金可進(jìn)行熱冷變形加工，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng)、韌性指標(biāo)，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能。鑄造高溫合金是可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金，新型高溫合金包括粉末高溫合金、ODS合金、金屬間化合物、高溫金屬自潤(rùn)滑材料等品種。
高溫合金最早誕生于20世紀(jì)初期的美國(guó)，被用作車站的防腐支架。從二戰(zhàn)開始，高溫合金的研制進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，鎳基高溫合金、鈷基高溫合金、鐵基高溫合金紛紛研制成功，并大量應(yīng)用。目前鎳基高溫合金是現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天器和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)以及艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵熱端部件材料(如渦輪葉片、導(dǎo)向器葉片、渦輪盤、燃燒室等)，也是核反應(yīng)堆、化工設(shè)備、煤轉(zhuǎn)化技術(shù)等方面需要的重要高溫結(jié)構(gòu)材料。由于航空工業(yè)初期主要為軍事服務(wù)，到五十年代，幾大軍事強(qiáng)國(guó)英、美、前蘇聯(lián)等國(guó)各自形成了自己的高溫合金體系及相應(yīng)的高溫合金行業(yè)。二十世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外廣泛開展數(shù)值模擬研究，取得了重要進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上開展了顯微組織及冶金缺陷預(yù)測(cè)研究。定向凝固、單晶合金、粉末冶金、機(jī)械合金化和陶瓷過(guò)濾等新工藝成為高溫合金發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ渲卸ㄏ蚰坦に囍苽涞膯尉Ш辖鹩葹橹匾?，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片中應(yīng)用尤為廣泛。?高溫合金從誕生起就用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金材料的用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的40%～60%，主要用于四大熱端部件：燃燒室、導(dǎo)向器、渦輪葉片和渦輪盤，此外，還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步主要決定于其推重比指標(biāo)，而要使航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在尺寸小、重量輕的情況下獲得高性能，主要的措施是采用更高的燃?xì)鉁囟?。渦輪進(jìn)口溫度每提高100℃，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比能提高10％左右。目前，國(guó)外現(xiàn)役最先進(jìn)第四代推重比10?一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口平均溫度已經(jīng)達(dá)到了1600℃左右，預(yù)計(jì)未來(lái)新一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度有望達(dá)到1800℃左右。據(jù)中金企信國(guó)際咨詢公布的《2020-2026年中國(guó)高溫合金材料市場(chǎng)發(fā)展戰(zhàn)略及投資前景預(yù)測(cè)咨詢報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)際市場(chǎng)上每年消費(fèi)的高溫合金材料總量在30萬(wàn)噸左右，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。而我國(guó)的高溫合金需求量在2萬(wàn)噸以上，我國(guó)的高溫合金總產(chǎn)能在1萬(wàn)噸左右，供求缺口近萬(wàn)噸。我國(guó)對(duì)高檔高溫合金的年需求量在3000噸以上。未來(lái)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域、水面艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)、電力燃機(jī)、核能領(lǐng)域、汽車渦輪增壓器領(lǐng)域、化工和玻璃等眾多軍工和民用領(lǐng)域?qū)Ω黝惛咂焚|(zhì)高溫合金新材料的需求都是持續(xù)增長(zhǎng)的，而且需求量都是在千噸級(jí)以上。與進(jìn)口高溫合金相比，我國(guó)高溫合金主要存在以下幾個(gè)方面的不足：1)冶金問題：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高溫合金冶金缺陷較多，主要表現(xiàn)為黑斑、白斑、碳化物偏聚等;2)組織均勻性問題：國(guó)內(nèi)高溫合金棒材的組織均勻性較差，主要體現(xiàn)為邊芯部晶粒度極差過(guò)大;3)雜質(zhì)元素控制問題：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高溫合金產(chǎn)品雜質(zhì)元素(如硫元素)含量較高，導(dǎo)致材料的強(qiáng)度和使用壽命較低;4)成本問題：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高溫合金返回料利用率偏低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本普遍偏高。目前，國(guó)際市場(chǎng)上每年消費(fèi)高溫合金材料近30余萬(wàn)噸，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。2018年，全球高溫合金市場(chǎng)規(guī)模為121.63億美元，較上期同比增長(zhǎng)26.98%;美國(guó)、歐洲的高溫合金市場(chǎng)已經(jīng)較為成熟，未來(lái)的市場(chǎng)增量主要來(lái)源于中國(guó)，目前中國(guó)高溫合金市場(chǎng)規(guī)模年增速保持在20-30%。2012-2018年，隨著航空航天設(shè)備的更新需求以及國(guó)產(chǎn)化需求、火電行業(yè)技術(shù)更新以及石油深入勘探技術(shù)的推廣，均進(jìn)一步刺激了高溫合金市場(chǎng)的需求。2012-2018年，全球高溫合金市場(chǎng)呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)。2018年，全球高溫合金市場(chǎng)規(guī)模為121.63億美元，較上期同比增長(zhǎng)4.8%。全球市場(chǎng)看，航天航空對(duì)高溫合金需求持續(xù)上升，各國(guó)基于安全戰(zhàn)略的考量，均會(huì)加強(qiáng)對(duì)高溫合金的需求。不過(guò)，美國(guó)、歐洲的高溫合金市場(chǎng)已經(jīng)較為成熟，未來(lái)的市場(chǎng)增量主要來(lái)源于中國(guó)，目前中國(guó)高溫合金市場(chǎng)規(guī)模年增速保持在20-30%。故整體看，全球高溫合金依舊能保持較快的增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)，到2024年，全球高溫合金市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到173億美元。
隨著航空航天領(lǐng)域的發(fā)展，高溫合金的需求穩(wěn)健增長(zhǎng)，其中鎳基單晶高溫合金將會(huì)是主流的發(fā)展的趨勢(shì)，盡管目前軍用領(lǐng)域的占比較大，但高溫合金領(lǐng)域難題的不斷攻克，未來(lái)民用領(lǐng)域的應(yīng)用熱潮將會(huì)有更大的市場(chǎng)。
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