高温合金行业深度研究报告：金属新材料优质赛道.pdf

高温合金行业深度研究报告：金属新材料优质赛道。高温合金是内燃机的完美伴侣 温度和压力对内燃机效率至关重要，为提高燃机输出效率，航空航天 发动机、燃气轮机的热端部件需承受 600℃-1200℃的高温以及复杂 应力的交互作用，材料要求非常苛刻。相比于常用的铝合金、钛合金 及镁合金，高温合金更适应更高的温度（600℃）和腐蚀严重的复杂 环境，其中镍基合金占据当前高温合金市场近 80%的份额。

三类高温合金性能各异，无需担心相互替代

变形高温合金是经过锻造、轧制、墩粗和冷拔等塑性变形工艺和热处 理支撑的一类高温材料，目前已是用量最大、品种最多的一类高温材 料，内燃机涡轮盘为主要应用领域。 铸造高温合金由合金锭重熔后直接浇注或定向凝固成零件的高温合 金，因其可通过精密铸造或者定向凝固工艺科直接成型，因而无需考 虑锻造变形性能，同成分的铸造高温合金要比变形高温合金使用温度 提高 10-30℃，内燃机叶片为主要应用领域。 粉末高温合金是利用粉末冶金工艺制备的高温合金，相较于此前的铸 -锻高温合金，粉末冶金工艺可以一定程度上解决变形高温合金成形 困难及铸造高温合金存在的力学性能波动等问题，目前航空发动机涡 轮盘为主要应用领域。 经过几十年的发展，高温合金已经衍生出了上千种牌号，各类牌号特 点不一，基于内燃机构造复杂，不同部位零部件处于不同的工况，选 材的出发点是整体结构各性能参数的适配性，因而三类高温合金不存 在相互替代的关系。

新工艺、防护涂层、新品类合金类型及返回料或为未来发展趋势

大部分高温合金熔点在 1200℃左右，随着大型内燃机诸如航空发动 机向高涵道比、高推重比、高涡轮进口温度方向发展，内燃机热端部 件的工作温度屡创新高，因而研发新工艺、新合金的研制及高温防护 涂层的开发对延续高温合金市场的成长十分关键。 返回料方面，根据相关专利显示，传统的双联工艺制备的变形合金出 成率不高于 60％，而铸造类单晶合金最终零件的重量只有原材料的 30％左右，同时高温合金的利用率极低，其中精铸件的利用率约占 20%～30%，形状复杂的零件只占 10%左右，导致资源的巨大浪费。因 此高温合金废料的回收重新利用，既可以降低成本，又可以降低对重 要战略物资元素（如镍、钴、铬等）的依赖。

军工催生万吨需求，汽车、核电及化工有望创增量空间

当前最先进的战机中高温合金的用量已经超过 50%，主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件，其未来用量占比依然 呈现不断增长的趋势，价值占比有望进一步提升。根据团队测算，未 来五年军用高温合金市场空间将达 1.3 万吨，存量国产商用客机发 动机对高温合金的需求量突破万吨。 此外，汽车为推升燃油效率降低排放装配涡轮增压器、工业燃气轮机 国产替代加速、碳中和下核电站建设稳步推进及石化炼化装备升级转 型，预计民用领域将成为未来高温合金应用的主战场。

中游企业技术路线不一，直接竞争小，返回料领域值得期待

高温合金的市场目前主要定位于航空航天等军工领域，而武器装备科 研生产及材料配套流程时间周期较长，定型后基本不会更换材料及设 计方案，严格的准入资质有助于加高行业壁垒。国内现从事高温合金 材料及高温合金精密铸件生产的企业数量有限，基于航空领域零部件 数量繁多，各家企业技术路线及主打产品牌号迥异，该领域直接竞争 小，格局相对稳定。 返回料领域，从专利角度分析，当前玩家数量不多，据不完全统计， 上市公司中抚顺特钢及钢研高纳已申请过相关专利，未上市公司中航 上大也有所布局，未来该领域成长性令人期待。