全球高溫合金市場規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域及需求情況如何？

性能優(yōu)異，下游以高端裝備應(yīng)用為主。

1.高溫合金：用途廣泛性能優(yōu)良，制備工藝流程復(fù)雜

高溫合金是指能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作的一類金屬材料。 一般來說，高溫合金是指以第Ⅷ主族元素（鐵、鈷、鎳）為基，加入大量強(qiáng)化元素， 能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下，長期工作的一類金屬材料。從性能看，高 溫合金具有較高的高溫強(qiáng)度、良好抗氧化、抗熱腐蝕、抗疲勞等優(yōu)良性能，具有良 好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性，因此也被稱為熱強(qiáng)合金、超合金等。

高溫合金可分為變形、鑄造和粉末等三類。根據(jù)合金材料成型方式，高溫合金可分 為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金三類。變形合金可生產(chǎn)棒材、絲材、板 材、管材和帶材等，鑄造高溫合金有等軸晶鑄造、定型凝固和單晶鑄造之分，粉末 冶金合金有普通粉末和氧化物彌散強(qiáng)化粉末等。在命名方式上，國外的高溫合金牌 號根據(jù)開發(fā)生產(chǎn)廠家的注冊商標(biāo)命名；國內(nèi)變形高溫合金牌號以GH后接4位阿拉伯 數(shù)字表示（第一位表示分類號，2~4位表示合金編號），鑄造高溫合金采用K前綴（第 1位表示分類號），粉末高溫合金以FGH前綴后跟阿拉伯?dāng)?shù)字表示，以MGH、DK和 DD等作為前綴的合金分別表示機(jī)械合金化粉末高溫合金、定型凝固高溫合金和單晶 鑄造高溫合金。

不同工藝路線的發(fā)展取決于行業(yè)在性能與成本方面的平衡。以鑄造高溫合金和粉末 高溫合金的出現(xiàn)為例，據(jù)《航空航天用先進(jìn)材料》（化學(xué)工業(yè)出版社，李紅英等， 2019）： （1）下游工作溫度及強(qiáng)度提高牽引合金成分變化，使得變形高溫合金使用的熱加工 工藝難以使用，進(jìn)而牽引上游研發(fā)可直接以鑄態(tài)使用的鑄造高溫合金。隨著高溫合 金工作溫度和強(qiáng)度的不斷提高以及綜合性能的改善，合金中強(qiáng)化元素含量不斷增加， 成分越來越復(fù)雜，熱加工性能變得很差，不少高性能鎳基高溫合金已不能熱加工變 形，只能以鑄態(tài)使用。鑄態(tài)高溫合金不再考慮鍛造變形性能，可通過精密鑄造方法 或定向凝固工藝鑄造出形狀復(fù)雜且有通常內(nèi)腔的無余量空心薄壁葉片。

（2）合金成分變化導(dǎo)致難以通過熱加工變形，以及鑄態(tài)組織偏析使得性能波動，牽 引粉末冶金工藝生產(chǎn)高溫合金出現(xiàn)，以期克服上述難點。由于鑄態(tài)組織偏析嚴(yán)重導(dǎo) 致了顯微組織的不均勻和力學(xué)性能的波動，故而行業(yè)開始采用粉末冶金工藝生產(chǎn)高 溫合金克服上述缺點。1971年美國普惠公司將當(dāng)時鎳基鑄造高溫合金IN100制成預(yù) 合金粉末，經(jīng)等溫鍛造工藝制成F-100戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)零件，1972年裝備在F-15和F-16 上，以取代原來的Wapsaloy變形高溫合金，每臺發(fā)動機(jī)減重58.5kg，成本降低15%。 此外，粉末高溫合金節(jié)省原料、降低成本，采用粉末冶金熱等靜壓加鍛造法來生產(chǎn) 的預(yù)制坯，與傳統(tǒng)工藝來比可節(jié)約2/3重量的合金原料，降低12%的成本。

2.產(chǎn)業(yè)鏈：上游以電解鎳等為原料，處于中游環(huán)節(jié)，中下游為鍛鑄廠

高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈上游為金屬原料，而由于鎳基高溫合金使用量較大，從而上游多以 電解鎳為原料。從采購量大小看,高溫合金原料的主要來源為鎳、鈷、鉬、錸等金屬。 據(jù)圖南股份招股書，對于鎳基高溫合金，其主要原材料為電解鎳，屬于國家戰(zhàn)略物 資，國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家為金川集團(tuán)有限公司（或其授權(quán)經(jīng)銷商）等少數(shù)幾家公司， 基本采取現(xiàn)款現(xiàn)貨模式交易，價格具有明顯波動性，采購價格根據(jù)市場價格隨行就 市。 高溫合金生產(chǎn)企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中上游，核心在于通過工藝控制，實現(xiàn)金屬原料熔煉 為純凈度高、成分均勻性和組織一致性較好的高溫合金。企業(yè)結(jié)合先進(jìn)的制造檢測 設(shè)備，將基體元素按照一定比例和工藝生產(chǎn)流程，生產(chǎn)下游客戶所需求的性能優(yōu)良 的高溫合金產(chǎn)品，包括鑄造高溫合金母合金、變形高溫合金、粉末高溫合金等，產(chǎn) 品形態(tài)視下游需求、設(shè)備能力、工藝水平而異，包括棒材、管材、絲材等。 高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈的中下游企業(yè)多為鍛鑄件廠商，以熱工藝為主，是實現(xiàn)材料成型、 控制顯微組織的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。高溫合金實現(xiàn)應(yīng)用的前提，在于材料成形及內(nèi)部顯 微組織的控制過程，以熱工藝為主，產(chǎn)品形態(tài)多為精密鑄件、盤件、軸件、環(huán)件等。

從當(dāng)前國內(nèi)布局看，考慮歷史分工、技術(shù)難度等原因，下游多為航空體系或者民營 的獨立鍛件、鑄件廠商，少數(shù)高溫合金企業(yè)正基于材料優(yōu)勢，積極嘗試向中下游的 鍛鑄件廠商拓展。 高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈的最下游環(huán)節(jié)為機(jī)加廠及整機(jī)廠，機(jī)加環(huán)節(jié)以冷加工為主，包括銑 削加工、車削及鏜孔、鉆孔、磨削加工等。在實現(xiàn)精加工后，與其他部件組裝成為 整機(jī)，應(yīng)用于航空航天、燃?xì)廨啓C(jī)、核電、石油化工等核心設(shè)備。

高溫合金產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，需要多環(huán)節(jié)認(rèn)證才能納入客戶的合格供應(yīng)商目錄。 據(jù)隆達(dá)股份招股書，產(chǎn)品進(jìn)入高端裝備供應(yīng)鏈時，設(shè)計所、主機(jī)廠、直接客戶（多 為鍛鑄廠）等單位，全程參與關(guān)鍵重要部件所用高溫合金的合格供應(yīng)商考核評審過 程，非關(guān)鍵重要部件用高溫合金的評審過程則會有所簡化。 以航空領(lǐng)域需求量較大的高溫合金牌號GH4169為例，據(jù)隆達(dá)股份2021年9月27日公 告《發(fā)行人及保薦機(jī)構(gòu)回復(fù)意見（2021半年報財務(wù)數(shù)據(jù)更新版）》，“公司在開展下 游用戶或主機(jī)廠的正式考核驗證流程前，先根據(jù)相關(guān)技術(shù)協(xié)議、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求生 產(chǎn)，經(jīng)自檢和第三方檢驗后，為進(jìn)一步驗證變形高溫合金產(chǎn)品的性能并積累相應(yīng)的 材料數(shù)據(jù)，將試制樣品交付主要鍛件廠。民用航空領(lǐng)域，就變形高溫合金產(chǎn)品，中 國航發(fā)商發(fā)已同意公司按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參與CJ-1000Yong GH1469、GH4738等合金 棒材開展原材料認(rèn)證工作。一方面，公司需向中國航發(fā)商發(fā)提供特定牌號的棒材檢 測數(shù)據(jù)；另一方面，需向三角防務(wù)、二重萬航、派克新材等下游鍛件廠提供特定牌 號的棒材，經(jīng)其試制為鍛件后向中國航發(fā)商發(fā)提供鍛件試制品的檢測數(shù)據(jù)。待相關(guān) 程序完成，并經(jīng)中國航發(fā)商發(fā)驗證通過后，方能成為航空發(fā)動機(jī)研制的材料供應(yīng)商。

目前我國國內(nèi)高溫合金形成規(guī)模化產(chǎn)能的企業(yè)主要為特鋼企業(yè)、研究院轉(zhuǎn)型企業(yè)及 少數(shù)民營企業(yè)。一類是特鋼企業(yè)，目前撫順特鋼、寶鋼特鋼、長城特鋼、中信特鋼 等擁有高溫合金產(chǎn)能及產(chǎn)量，以變形高溫合金為主要產(chǎn)品，依托生產(chǎn)設(shè)備齊全、擁 有大規(guī)模熔煉能力的優(yōu)勢，以生產(chǎn)批量較大、結(jié)構(gòu)簡單的合金板材、鍛件等為主。 另一類是研究院轉(zhuǎn)型企業(yè)，包括鋼研總院（鋼研高納）、北京航空材料研究院、中 科院金屬所（中科三耐）等；科研機(jī)構(gòu)研究實力較強(qiáng)，以生產(chǎn)較小批量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 高端產(chǎn)品為主，主要供應(yīng)航空航天、船舶等高端領(lǐng)域需求。另外一類是具有民營背 景的企業(yè)，如圖南股份、西部超導(dǎo)、隆達(dá)股份、中航上大、中州特材等，覆蓋變形、 鑄造和粉末高溫合金等。

產(chǎn)能端，我國高溫合金行業(yè)整體產(chǎn)能、實際有效產(chǎn)量較小。目前國內(nèi)從業(yè)企業(yè)間屬 于競合關(guān)系，直接競爭較少，基本上以努力實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、擴(kuò)大產(chǎn)能、滿足市場需 求為目標(biāo)共同發(fā)展。鑄造高溫合金領(lǐng)域，以研究所、生產(chǎn)基地企業(yè)為主，主要包括 鋼研高納、中科院金屬所、北京航材院等；變形高溫合金領(lǐng)域，主要由撫順特鋼、 中信特鋼、寶鋼特鋼等公司完成，據(jù)撫順特鋼2021年年報，2021年撫順特鋼高溫合 金產(chǎn)量達(dá)5894噸、銷量達(dá)6049噸，以變形高溫合金為主，而由于變形高溫合金較高 的需求量，西部超導(dǎo)、隆達(dá)股份等民營企業(yè)也在積極布局變形高溫合金，提升產(chǎn)能 利用率；粉末高溫合金領(lǐng)域，鋼研高納占據(jù)市場主導(dǎo)地位，西部超導(dǎo)積極開拓市場， 如募投項目“發(fā)動機(jī)用高性能高溫合金材料及粉末盤項目”達(dá)產(chǎn)后將新增發(fā)動機(jī)用鎳 基高溫合金棒材和粉末高溫合金母合金生產(chǎn)線2500噸/年。

營收端，特鋼系企業(yè)及科研院所轉(zhuǎn)型企業(yè)規(guī)模領(lǐng)先，其中特鋼系企業(yè)產(chǎn)能優(yōu)勢突出， 并卡位當(dāng)前用量較大的變形高溫合金領(lǐng)域；科研院所轉(zhuǎn)型企業(yè)如鋼研高納，工藝廣 度及收入規(guī)模看優(yōu)于其他企業(yè)，同時經(jīng)并購民用領(lǐng)域高溫合金企業(yè)，實現(xiàn)規(guī)模的快 速提升。科研生產(chǎn)體制及技術(shù)壁壘等原因，國內(nèi)民營企業(yè)進(jìn)軍高溫合金行業(yè)相對較 晚，同時在高端裝備領(lǐng)域，聚焦于少數(shù)工藝路線，規(guī)模差距與特鋼系及科研院所轉(zhuǎn) 型企業(yè)仍有較大差距。