高温合金的下游需求以航空航天为绝对主导,占比达 55%;其余部分由**燃气轮机和石油化工(33%)、工业(7%)、汽车(3%)及其他(2%)**构成。航空航天领域的需求又高度集中于航空发动机——高温合金在现代航空发动机中的用量可占到发动机总量的 40%-60%,不同部件因工况差异,所选用的合金体系与制备工艺也各不相同。
除航空航天外,其余下游各自扮演什么角色
从需求结构看,高温合金的应用呈现"一超多强"的格局:
| 应用场景 | 占比 |
|---|---|
| 航空航天领域 | 55% |
| 燃气轮机和石油化工领域 | 33% |
| 工业领域 | 7% |
| 汽车领域 | 3% |
| 其他 | 2% |
燃气轮机和石油化工是仅次于航空航天的第二大方向。镍基高温合金被广泛用于制造各类工业燃气轮机的最热端零件,如涡轮工作叶片、导向叶片等;石油化工场景则对应其耐高温、抗腐蚀的材料特性。
工业与汽车合计占比约一成,属于相对分散的民用需求;其他部分占比最小。整体来看,军工合金中的高温合金需求高度依赖航空航天与能源装备两条主线。
航空发动机内部:部件决定牌号与工艺
航空发动机是高温合金最集中的应用载体,各部件的选材逻辑差异明显:
- 燃烧室:燃气温度可达 1500
2000℃,燃烧筒材料承受温度一般在 800900℃以上、局部达 1100℃,要求高温抗氧化与抗燃气腐蚀性能。燃烧室使用的主要高温合金以镍基或钴基为主。 - 导向叶片:作为涡轮发动机上受热冲击最大的零件之一,机械负荷并不大。铸造高温合金已成为导向叶片的主要制造材料;随着定向凝固工艺发展,用定向合金制造导向叶片的工艺也在试制中。资料还提及,FWS10 发动机涡轮导向器后蓖齿环制造采用了氧化物弥散强化高温合金。
- 涡轮盘:轮缘与中心受热不均、桦齿部位承受最大离心力,对屈服强度、蠕变强度与低周疲劳性能要求高。粉末高温合金是现代高性能发动机涡轮盘的必选材料。
- 涡轮叶片:工作温度虽低于导向叶片,但受力大而复杂。其用材最初普遍采用变形高温合金,随着材料研制技术和加工工艺的发展,铸造高温合金逐渐成为涡轮叶片的候选材料。
常见问题
高温合金下游需求中航空航天占多少?
航空航天领域占高温合金下游需求的 55%,是占比最高的单一应用场景。在这一领域中,高温合金主要用于制造航空发动机,用量可占发动机总量的 40%-60%。
航空发动机不同部件分别用什么高温合金?
燃烧室以镍基或钴基高温合金为主;导向叶片的主要制造材料是铸造高温合金;涡轮盘适合采用粉末高温合金;涡轮叶片的用材则经历了从变形高温合金向铸造高温合金的演进。
燃气轮机和石油化工在高温合金需求中占多大比重?
燃气轮机和石油化工领域合计占高温合金下游需求的 33%,是仅次于航空航天的第二大应用方向,主要对应工业燃气轮机最热端零件及耐高温耐腐蚀的化工场景。