镍基高温合金是军工合金中占比最高的品种,约占高温合金产量的80%,其市场规模的增长主要由航空发动机、燃气轮机等高端装备需求扩张拉动。镍基高温合金使用温度最高(约1000°C),广泛用于制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的最热端零件,如涡轮部分工作叶片、导向叶片、涡轮等,是军工合金领域最具代表性的高端材料。
下游需求驱动因素
航空航天是高温合金最大的下游应用场景,占比达55%。在现代航空发动机中,高温合金的用量可占到发动机总量的40%-60%,主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮盘和涡轮叶片等关键热端部件。其中,燃烧室主要使用镍基或钴基高温合金,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涡轮叶片的候选材料,而粉末高温合金则是现代高性能发动机涡轮盘的必选材料。
燃气轮机和石油化工领域合计占比33%。镍基高温合金凭借优异的耐高温性能,广泛应用于工业燃气轮机的最热端零件。此外,高温合金在工业领域(7%)、汽车领域(3%)和其他领域(2%)也有应用。随着高端装备向更高性能、更高效率方向发展,对耐高温材料的需求将持续释放,镍基高温合金作为使用温度最高的高温合金品种,其需求增长动力最为充足。
供需格局与产能扩张
从供给端看,高温合金按制备工艺可分为铸造(20%)、变形(70%)和新型(10%)三类,其中变形高温合金是当前主流。在熔炼环节,真空感应炉决定了高温合金产能的上限,企业通过配备不同吨位的感应炉并采用三联法(真空感应+电渣重熔+真空自耗)提升产品品质。
国内主要高温合金企业正积极推进产能扩张项目,包括抚顺特钢、图南股份、西部超导、隆达股份等上市公司均有明确的扩产计划,涉及新建真空感应炉、真空自耗炉等关键设备,以匹配下游需求的持续增长。产能释放节奏与航空航天、燃气轮机等下游需求的匹配程度,将是影响行业供需格局的关键变量。
常见问题
镍基高温合金相比铁基和钴基有何优势?
镍基高温合金使用温度最高(约1000°C),是三类高温合金中耐高温性能最优的。铁基合金最便宜但耐高温性能最差,钴基合金耐高温性能好但钴资源过于集中,因此镍基高温合金成为我国的主流选择,占比达80%。
高温合金在航空发动机中主要用在哪些部件?
高温合金在航空发动机中用量占发动机总量的40%-60%,主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮盘和涡轮叶片等热端部件。不同部件对材料性能要求不同,如燃烧室要求高温抗氧化和抗燃气腐蚀性能,涡轮盘要求高屈服强度和蠕变强度,涡轮叶片则要求高的抗蠕变和持久断裂能力。
高温合金的产能主要受什么因素制约?
高温合金的熔炼是工艺流程中最关键的环节,无论哪种高温合金,第一步均需用真空感应炉进行熔炼,因此真空感应炉决定了企业高温合金产能的上限。企业可通过增加炉子使用时长、配备多台感应炉等方式提升产能,而采用三联法(真空感应+电渣重熔+真空自耗)则能获得更优的产品质量。