細分數據分析：預計2030年我國將新增45萬噸以上高溫合金市場需求量-中金企信發布

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①高溫合金行業發展情況

高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基體元素，能在600℃以上的高溫環境下抗氧化或耐腐蝕，并能在一定應力作用下可長期工作的一類金屬材料。高溫合金不僅有優良的高溫強度、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、組織穩定性、工藝性能等。高溫合金按合金基體元素分類，主要分為鐵基高溫合金、鈷基高溫合金和鎳基高溫合金，其中鎳基高溫合金擁有良好的組織結構及蠕變性能，是作為航空發動機的首選材料。高溫合金按制備工藝分類，主要分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫合金，其中變形高溫合金應用范圍最廣，其次是鑄造高溫合金。鑄造高溫合金按結晶方式可細分為等軸、定向以及單晶鑄造高溫合金。

從全球看，高溫合金自20世紀30年代開始研制，變形高溫合金、鑄造高溫合金與粉末高溫合金相繼問世。我國高溫合金的發展經歷了三個階段：第一階段從1956年至20世紀70年代，是我國高溫合金的創業和起始階段，在國外專家的指導下熔煉出第一爐高溫合金GH3030，拉開了我國高溫合金研制和生產的序幕，該階段主要是進行了仿制。第二階段從20世紀70年代中期至90年代中期，是我國高溫合金的提高階段。該階段引進了先進設備，改進了生產工藝，成功研制了一系列新的合金。我國高溫合金在生產工藝技術和產品質量控制等方面上了一個新臺階，基本達到國際先進水平。第三階段從20世紀90年代中期至今，是我國高溫合金的新發展階段。隨著新型先進航空發動機的設計、研制和生產，該階段研制了高性能的高溫合金材料。

從高溫合金應用領域來看，在民用工業領域，可用于發動機增壓渦輪、煙氣輪機葉片和盤、冶金軋鋼加熱爐墊塊、內燃機排氣閥座等方面。在軍工領域，是航空發動機、航天器和火箭發動機以及艦船和工業燃氣輪機的關鍵熱端部件材料，也是核反應堆、化工設備等方面需要的重要高溫結構材料。高溫合金是國防建設、航天航空、能源、船舶等戰略性產業的關鍵戰略材料，結合實際情況對高溫合金的主要應用領域進行分析如下：

A.航空航天產業

航空發動機設計和制造技術的先進性在很大程度上取決于所使用材料的水平。高溫合金是航空發動機重要材料，是多個核心部件的性能保障。在新型的航空發動機中，高溫合金用量占發動機總重量超過40%，主要用于燃燒室、渦輪導向葉片（又稱導向器）、渦輪工作葉片、渦輪盤等熱端部件，此外還用于機匣、環件、尾噴口等部件。

燃燒室是發動機各部件中溫度最高的區域，燃燒室內燃氣溫度可高達1500-2000℃，作為燃燒室壁的高溫合金材料需承受800-900℃的高溫，局部甚至高達1100℃以上。除需承受高溫外，燃燒室材料還應能承受周期性點火啟動導致的急劇熱疲勞應力和燃氣的沖擊力。用于制造燃燒室的主要材料有高溫合金、不銹鋼和結構鋼，其中用量最大、最為關鍵的是變形高溫合金。

渦輪導向葉片用來調整燃燒室出來的燃氣流向，是渦輪發動機上承受溫度最高、熱沖擊最大的零部件，材料工作溫度最高可達1100℃以上，但渦輪導向葉片承受的應力比較低，該零件往往由于受到較大熱應力而引起扭曲，溫度劇變產生熱疲勞裂紋以及局部溫度過高導致燒傷而報廢。因此，渦輪導向葉片大多采用精密鑄造鎳基高溫合金和鈷基高溫合金生產。

渦輪工作葉片是渦輪發動機中工作條件最惡劣也是最關鍵的部件。渦輪工作葉片在承受高溫的同時要承受很大的離心應力、振動應力、熱應力等，其所承受溫度低于相應渦輪導向葉片50-100℃。渦輪工作葉片材料大多也是精密鑄造鎳基和鈷基高溫合金。渦輪工作葉片結構與材料的不斷改進已成為航空發動機性能提升的關鍵因素之一。渦輪盤在四大熱端部件中所占重量最大。

渦輪盤是航空發動機上的重要轉動部件，工作溫度不高，一般輪緣為550-750℃，輪心為300℃左右，用作渦輪盤的高溫合金為高強度、高持久蠕變性能的變形高溫合金和粉末高溫合金。在我國，渦輪盤中變形高溫合金GH4169合金用量最大、應用范圍最廣。

B.燃氣輪機領域

燃氣輪機是以連續流動的氣體為介質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。按其輸出功率，燃氣輪機可以分為微型、輕型和重型，前兩者通常由航空發動機改裝，功率通常在50MW以內，可用于工業發電、船舶動力、管道增壓、坦克、分布式發電等。重型功率通常在50MW以上，主要用于陸地上固定的發電機組，如城市電網。燃氣輪機應用廣泛，輕型和超重型燃氣輪機的市場占比最大。

全球燃氣輪機市場規模呈上漲趨勢，電力和公用事業是主要應用場景。根據中金企信數據，2015年至2020年全球燃氣輪機市場規模呈上漲趨勢，復合增長率7%以上。中金企信數據顯示，2020年燃氣輪機全球市場規模約204億美元，電力和公用事業收入貢獻超過85%。2028年燃氣輪機的市場規模有望達到350億美元，受益于全球人口的增長和城市化帶來的用電需求，以及環保型發電的開發，電力和公用事業的份額將進一步擴大。

C.汽車領域

汽車渦輪增壓器是車用高溫合金應用領域最主要的器件，國外的重型柴油機增壓器裝配率100%，中小型柴油機也在不斷地提高裝配比例，英、美、法等國家裝配比例已達80%左右，相較之下，我國50%的裝配率仍有一定提升的空間。

②高溫合金行業市場規模及發展趨勢

高溫合金產品下游行業應用領域主要是航空航天、能源電力及機械制造。中金企信數據顯示，從2013年至2021年，國內高溫合金需求量從1.81萬噸增長至6.2萬噸，年均復合增長率為16.64%，呈現快速增長趨勢。但2013年至2021年，國內高溫合金產量從1.18萬噸增長至3.8萬噸，供給缺口占總需求量比例始終保持在30%以上。未來受下游需求的拉動影響，預計2022年到2030年，我國將新增45萬噸以上高溫合金市場需求量，年均需求量預計將保持在5萬噸以上。國內航空航天等高端裝備領域發動機、燃氣輪機，核電核島部件，汽車渦輪增壓器等的快速發展，將有力地帶動國內高溫合金的市場需求。

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