高温合金在航空发动机中的用量占发动机总量的 40%-60%,而航空航天又占其下游需求的 55%,这两组数字决定了这条赛道的增长逻辑:需求动力主要来自军机列装带来的发动机新增配套、民航机队扩张带来的维修换件,以及燃气轮机与石油化工领域的国产化替代。燃气轮机和石油化工合计占下游需求 33%,工业领域占 7%,汽车领域占 3%,多元结构使需求不完全依赖单一景气度。
为什么航空发动机是核心拉动力
高温合金按基体元素分为铁基、镍基、钴基三类,其中镍基占比约 80%,是我国的主流路线。原因在于镍基使用温度最高(约 1000°C),广泛用于航空喷气发动机和工业燃气轮机的最热端零件,如涡轮工作叶片、导向叶片、涡轮等。铁基使用温度较低(600~850°C),钴基使用温度 950°C 且价格较高、资源集中。这一材料结构决定了发动机热端部件的需求,会直接转化为对镍基高温合金的采购。
按制备工艺划分,变形高温合金产量占比 70%,铸造占 20%,新型(粉末)占 10%。不同部件对应不同工艺:涡轮叶片最初普遍采用变形高温合金,随着工艺发展铸造高温合金逐渐成为候选材料;粉末高温合金则是现代高性能发动机涡轮盘的必选材料。
三条需求线索
军机列装与发动机配套。 航空发动机热端部件大量使用高温合金,新增发动机交付会同步带动材料需求。国内主要上市公司已有相应扩产安排,例如抚顺特钢、图南股份、西部超导、隆达股份均公告了高温合金相关建设项目,形式包括新建真空感应炉、真空自耗炉及结构件产线等。
民航维修换件。 发动机在服役周期内需要持续更换热端零部件,这部分需求与机队保有量和飞行小时挂钩,具有相对稳定的消耗属性,是航空航天需求占比能够维持在 55% 的重要支撑。
燃气轮机与石化国产化。 燃气轮机和石油化工合计占下游需求 33%,是仅次于航空航天的第二极。镍基高温合金同样广泛用于工业燃气轮机的最热端零件,这一领域的需求增长与能源装备自主化进程相关。
工艺壁垒决定供给节奏
高温合金的关键环节是熔炼,主要设备包括真空感应炉(VIM)、真空自耗炉(VAR)、电渣重熔炉(ESR)。只用一种为单联,用两种为双联,三种全用为三联,三联工艺优于双联优于单联。由于三种工艺路线第一步均需真空感应炉熔炼,真空感应炉的配置情况在很大程度上决定了企业的高温合金产能上限,这也是判断供给释放节奏的重要观察点。
常见问题
高温合金在航空发动机里的用量占比是多少?
高温合金用量可占航空发动机总量的 40%-60%。这部分材料主要分布在燃烧室、导向叶片、涡轮盘、涡轮叶片等热端部件,其中燃烧室以镍基或钴基高温合金为主,涡轮盘多采用粉末高温合金。
除了航空航天,还有哪些领域在拉动需求?
燃气轮机和石油化工领域合计占高温合金下游需求的 33%,工业领域占 7%,汽车领域占 3%。其中燃气轮机的最热端零件同样大量使用镍基高温合金,与航空航天形成需求共振。
为什么镍基高温合金会成为主流?
镍基高温合金使用温度最高,约 1000°C,明显高于铁基的 600~850°C 和钴基的 950°C,能够满足发动机最热端部件的工况要求。同时钴的资源较为集中,因此镍基路线在我国占据主导,占比约 80%。