高温合金是军工合金中用量增长较快的细分材料,按制备工艺主要分为变形、铸造与新型(粉末)三类,其中变形高温合金产量占比约70%,铸造约20%,新型约10%。国内主要参与者包括抚顺特钢、图南股份、西部超导、隆达股份等,各家在扩产计划与熔炼设备配置上各有侧重,由此形成不同的路线卡位。 从高温合金制备看,真空感应炉(VIM)是三种工艺路线的共同起点,其配置规模在很大程度上决定企业的高温合金产能上限。

熔炼设备决定产能上限

高温合金无论走哪条工艺路线,第一步均需用真空感应炉熔炼,因此真空感应炉配置是推算产能的关键。按行业测算口径,一台30吨真空感应炉年感应锭产量约6750吨,对应锻造成材量约4725吨。熔炼环节按采用设备的多寡分为单联、双联、三联,三联产品品质通常优于双联与单联,判断一家企业的工艺水平,可看其拥有几种类型的熔炼设备、能否采用三联法。

四家企业的扩产侧重

从公开扩产计划看,各家卡位差异明显:

企业扩产项目产能提升量
抚顺特钢新建一台30吨真空感应炉和一台30吨真空自耗炉预估至少7000吨
图南股份年产1000吨超纯净高性能高温合金材料建设项目1000吨
西部超导发动机用高性能高温合金材料及粉末盘项目2500吨
隆达股份年产1万吨航空级高温合金的技术改造项目10000吨

抚顺特钢以变形高温合金为主,新建30吨真空感应炉与30吨真空自耗炉,对应大规格高温合金与超高强度钢方向;图南股份聚焦超纯净高性能高温合金,走品质提升路线;西部超导项目名称明确指向粉末盘,卡位新型(粉末)高温合金这一涡轮盘用材料方向;隆达股份万吨级技改则体现航空级高温合金的规模化取向。

下游需求与路线对应

高温合金约55%用于航空航天领域,燃气轮机与石油化工合计约33%。在航空发动机中,高温合金用量可占发动机总量的40%—60%,不同部件适配不同工艺:导向叶片以铸造高温合金为主,涡轮盘则更适合粉末高温合金,这也解释了西部超导布局粉末盘的路线选择。

常见问题

高温合金三种工艺路线各占多少比例?

按制备工艺划分,变形高温合金产量占比约70%,铸造约20%,新型(粉末及弥散强化)约10%。变形合金可进行热、冷变形加工,工作温度范围较宽;铸造合金零件强度较高但不适合热加工;粉末合金晶粒细小、组织均匀,适合高推重比发动机涡轮盘等部件。

为什么说真空感应炉能推算高温合金产能?

因为三类高温合金的第一步均是用真空感应炉熔炼,该设备数量与吨位直接决定产能上限。按每日一炉、感应锭出材率约90%、锻造成材量约70%的假设,一台30吨感应炉年感应锭产量约6750吨,据此可结合企业投资计划估算产能提升空间。

抚顺特钢与图南股份的卡位有何不同?

抚顺特钢新建30吨真空感应炉与30吨真空自耗炉,偏向大规格变形高温合金,预估至少提升7000吨产能;图南股份的1000吨超纯净高性能高温合金项目则侧重纯净度与品质提升。两者分别代表规模化与高品质两种扩产思路。