投(tou)資要點:
高溫合(he)金(jin),又稱超合(he)金(jin),高溫合(he)金(jin)是一種能夠在600℃以(yi)上及一定應力條(tiao)件下長(chang)期工作的(de)(de)金(jin)(jin)屬材料(liao),具有優異的(de)(de)高溫(wen)強度(du),良好的(de)(de)抗(kang)氧(yang)化和抗(kang)熱腐蝕性能(neng)(neng)(neng),良好的(de)(de)疲勞性能(neng)(neng)(neng)、斷裂韌性等綜合(he)性能(neng)(neng)(neng)。高溫(wen)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)材料(liao)特(te)征(zheng)使其成為航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)中(zhong)(zhong)不(bu)可替代的(de)(de)關鍵材料(liao)。在世界先(xian)進發(fa)動(dong)機(ji)(ji)研制中(zhong)(zhong),高溫(wen)合(he)金(jin)(jin)材料(liao)用量已占到發(fa)動(dong)機(ji)(ji)總量的(de)(de)40%~60%。所以,高溫合(he)金材料也被譽為“先(xian)進發動機(ji)基(ji)石”。
? ?航空發動機用高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)占(zhan)高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)需(xu)求的(de)一(yi)半以上。隨著國內一(yi)批新型號(hao)航空發動機進(jin)入(ru)量產,高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)需(xu)求有望快速增長(chang)。以殲10B、殲15、殲16為代(dai)表的(de)多款三代(dai)半戰斗(dou)機陸(lu)續進(jin)入列裝,WS-10發動機(ji)需求持續增長。未來幾年(nian),隨著國產大型運(yun)輸機(ji)運(yun)20的投產(chan)(chan),大涵道比發動機將進入(ru)量(liang)產(chan)(chan)階段;小涵道比中(zhong)推、小推航空發動機也(ye)將逐步進入(ru)量(liang)產(chan)(chan)。國(guo)產(chan)(chan)航空發動機需求(qiu)的增(zeng)長(chang)將驅動航空用高溫合(he)金需求(qiu)進入(ru)快速(su)增(zeng)長(chang)期。
高(gao)溫合(he)金(jin)在民用(yong)工業(ye)(ye)中(zhong)的應用(yong)也越(yue)來越(yue)廣泛。高(gao)溫合(he)金(jin)在燃氣輪機、車用(yong)渦(wo)輪增壓器(qi)、核電、石油(you)石化等行業(ye)(ye)有(you)著重要的應用(yong)。工業(ye)(ye)化的推進和國內(nei)高(gao)端裝備(bei)制造業(ye)(ye)的發展將持(chi)續拉動(dong)民用(yong)工業(ye)(ye)對高(gao)溫合(he)金(jin)的需求,目(mu)前(qian)民用(yong)高(gao)溫合(he)金(jin)占總需求的20%,未來這一(yi)比例有望(wang)持續提升。
我(wo)們(men)根據測算(suan)認為(wei),到2020年,我(wo)國高溫合金需求約為4萬(wan)噸(dun),對應市場空間90.5億(yi)元(yuan):航空發動(dong)機、汽車(che)廢氣(qi)渦輪增壓(ya)器、核電工業用(yong)高(gao)溫合金需求的增長將驅(qu)動(dong)行業需求的爆發。而目前,我國高(gao)溫合金產能(neng)約1.26萬噸,實際產量(liang)8000-9000噸左右。高溫合金未來(lai)7年(nian)的需(xu)求(qiu)復合增長率有望(wang)超過(guo)20%。

一、高(gao)溫合金概覽
(一)高溫合金簡介(jie)及分(fen)類
高溫合(he)金是在(zai)600℃以上(shang)的(de)(de)高(gao)溫及一定及一定應力作用(yong)下(xia)(xia)長期(qi)工作的(de)(de)一類金(jin)(jin)屬。高(gao)溫合金(jin)(jin)區(qu)別于傳統(tong)金(jin)(jin)屬、合金(jin)(jin)的(de)(de)特點在于:在高(gao)溫工作環境下(xia)(xia)合金(jin)(jin)具有較高(gao)的(de)(de)強(qiang)度,良好的(de)(de)抗(kang)氧化(hua)和抗(kang)熱(re)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),良好的(de)(de)疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)、斷裂韌性(xing)(xing),并在各種溫度下(xia)(xia)保持(chi)良好的(de)(de)組織(zhi)穩定性(xing)(xing)和使用(yong)可(ke)靠性(xing)(xing)等(deng)綜合性(xing)(xing)能(neng),在西方也(ye)稱之為超合金(jin)(jin)(Superalloys)。
高(gao)溫合金材料(liao)是航空發動(dong)機**材料(liao),在(zai)現代(dai)航空工業(ye)(ye)的(de)發展中處于(yu)不(bu)可(ke)替代(dai)的(de)位(wei)置,它的(de)規模發展與否直接決定了航空裝備的(de)發展水平。此外,高溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)也廣泛應用于(yu)航天發動機的(de)熱端部件(jian)。伴隨工業(ye)(ye)化發展,民(min)(min)用高端裝備工業(ye)(ye)對高溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)材料的(de)需求(qiu)呈(cheng)不(bu)斷(duan)上升趨勢,高溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)耐高溫(wen)(wen)耐磨耐腐(fu)蝕(shi)的(de)特點使其在(zai)柴油(you)機和內(nei)燃(ran)機渦(wo)輪增壓、燃(ran)氣輪機、能源動力、石油(you)化工、玻璃建材等民(min)(min)用工業(ye)(ye)中的(de)有廣泛的(de)應用,民(min)(min)用工業(ye)(ye)的(de)高溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)使用量已經提高到20%左右(you)。

高(gao)溫合金可以根據(ju)材料(liao)成(cheng)型(xing)方式、基體元(yuan)素種類(lei)、合金強化類(lei)型(xing)等來劃分:
1)根據(ju)材(cai)料成型方(fang)式,高(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)可(ke)以(yi)分為變(bian)形高(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)、鑄造(zao)高(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(包(bao)含普通精密鑄造(zao)合(he)(he)金(jin)(jin)、定向凝固合(he)(he)金(jin)(jin)、單(dan)晶合(he)(he)金(jin)(jin)等)、粉(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)(jin)高(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(包(bao)含普通粉(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)(jin)高(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)和氧(yang)化(hua)物彌(mi)散(san)強(qiang)化(hua)高(gao)(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)ODS);
2)根據基體元素種類(lei),高溫(wen)合金可以(yi)分為(wei)鐵基、鎳(nie)基、鈷基等;
3)根據合(he)金強化類型,高(gao)溫合(he)金可以分(fen)為固溶(rong)強化型高(gao)溫合(he)金和時效沉淀強化合(he)金。

(二)高溫合金材料技術難點(dian)與創新
高(gao)(gao)溫(wen)環境下(xia)材料的(de)(de)各種退化速度都被加(jia)速,在使用(yong)過程中易發生(sheng)組織不(bu)穩(wen)定、在溫(wen)度和(he)(he)應力作(zuo)用(yong)下(xia)產生(sheng)變形和(he)(he)裂紋長(chang)大(da)、材料表面的(de)(de)氧(yang)化腐(fu)蝕(shi)(shi)等(deng)。高(gao)(gao)溫(wen)合金所具(ju)有的(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)等(deng)性能主要(yao)取決(jue)于它(ta)的(de)(de)化學(xue)組成(cheng)和(he)(he)組織結構。
高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材(cai)(cai)料成分(fen)(fen)十(shi)分(fen)(fen)復(fu)雜,含有鉻、鋁(lv)等活(huo)潑元素(su),在氧化(hua)或熱腐蝕環境(jing)中表現為(wei)化(hua)學部穩定(ding),同時機加工(gong)制成的零件表面留下(xia)加工(gong)硬化(hua)和(he)殘(can)余應力(li)等缺陷,為(wei)材(cai)(cai)料的化(hua)學性(xing)能和(he)力(li)學性(xing)能帶來(lai)十(shi)分(fen)(fen)不利的影響。由于合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)程度高(gao)(gao),高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材(cai)(cai)料極易產生成分(fen)(fen)偏析,這種偏析對鑄造高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)變形高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的組織與性(xing)能都有重大影響。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的這些特點(dian)決定(ding)了它區別于普通(tong)金(jin)(jin)(jin)屬材(cai)(cai)料的加工(gong)工(gong)藝。
高溫合(he)金(jin)的發展是合(he)金(jin)理論與生產工藝技術不斷改善和革新的過(guo)程,通過(guo)合(he)金(jin)強化+工(gong)藝強(qiang)化(hua)來不(bu)斷結合提高(gao)合金的材料性(xing)能。合金強(qiang)化(hua)包括合金固溶強(qiang)化(hua)、第(di)二相強(qiang)化(hua)劑晶界強(qiang)化(hua)等(deng);工(gong)藝強(qiang)化(hua)包括改善冶煉、凝固結晶、熱(re)加工(gong)、熱(re)處理(li)及表(biao)面處理(li)等(deng)環節改善合金組織(zhi)結構(gou)等(deng)。

高溫合金(jin)的生產(chan)工(gong)藝主要包(bao)含熔煉、鑄造、熱處理三個過程。生產(chan)工(gong)藝對高溫合金(jin)材料(liao)力(li)學(xue)性(xing)能的影(ying)響重大,一項新工藝的(de)(de)引(yin)入,往(wang)(wang)往(wang)(wang)使(shi)高(gao)溫(wen)(wen)合(he)金(jin)的(de)(de)性能獲(huo)得一個飛躍,發(fa)展(zhan)處一批(pi)新型高(gao)溫(wen)(wen)合(he)金(jin),進(jin)而推(tui)動(dong)一代(dai)航(hang)空發(fa)動(dong)機和航(hang)空飛機的(de)(de)發(fa)展(zhan)。老型號的(de)(de)合(he)金(jin)也可(ke)以(yi)改善(shan)工藝達到材料性能的(de)(de)提(ti)高(gao)。
例如,單晶渦輪葉片的應用顯著地推進了(le)航(hang)空發(fa)動機的進步(bu)。F-22用的航(hang)空發動機F119的(de)渦輪轉(zhuan)子葉片選用了(le)第三代單晶(jing)高溫合金(jin)PWA1484,該(gai)材料本身的**工作溫度(du)為(wei)1070℃左右,由于采(cai)用了計(ji)算流(liu)體動力學程序(xu)設計(ji)制造(zao)了超級冷卻葉片(pian),使渦輪轉(zhuan)子葉片(pian)的(de)工作溫度(du)提高至1621~1677℃(F100發動機(ji)為1400℃),可見工藝創(chuang)新(xin)在材料發展(zhan)中(zhong)的重要地位。


高溫合金材(cai)料制備技術(shu)與工(gong)藝(yi)仍處(chu)于(yu)不斷的進步和(he)創新中。比如,冶煉(lian)工(gong)藝(yi)采用了真空感應+電渣重熔+真空自豪熔煉(lian)三聯工藝,真空自耗熔煉(lian)采用了先進熔煉(lian)控制方法(fa)等(deng);通過定向凝固柱晶(jing)合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)單晶(jing)合(he)(he)金(jin)(jin)工藝技術提高(gao)材料的(de)高(gao)溫(wen)強度;采用粉末冶金(jin)(jin)方法(fa)減少合(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)偏析(xi)和(he)提高(gao)材料強度等(deng)。此(ci)外,氧化物(wu)彌(mi)散強化高(gao)溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)、金(jin)(jin)屬間化合(he)(he)物(wu)高(gao)溫(wen)材料也在不斷發(fa)展和(he)創(chuang)新中。

二、高溫(wen)合(he)金的應用
有(you)研究表明,航空(kong)發動機用高溫合金(jin)占高溫合金(jin)總需(xu)求一半以上,此外還廣泛應(ying)用于電(dian)力、汽車、機械等行業中(zhong)。

(一)航空發動機
航空(kong)發(fa)動(dong)機被(bei)稱為(wei)“工業之(zhi)(zhi)花”,是(shi)航空(kong)工業中(zhong)技術(shu)含量**、難度**的(de)部(bu)件之(zhi)(zhi)一。作為(wei)飛機動(dong)力裝(zhuang)置(zhi)的(de)航空(kong)發(fa)動(dong)機,特別重要(yao)的(de)是(shi)金屬結構(gou)材(cai)(cai)料要(yao)具備(bei)輕質、高(gao)(gao)強(qiang)、高(gao)(gao)韌(ren)、耐高(gao)(gao)溫、抗氧化、耐腐蝕等性能,這幾乎是(shi)結構(gou)材(cai)(cai)料中(zhong)**的(de)性能要(yao)求。
航空(kong)發(fa)動機(ji)的(de)技術(shu)進步與高(gao)溫合金的(de)發(fa)展密(mi)切相關,高(gao)溫合金是推動航空(kong)發(fa)動機(ji)發(fa)展的(de)*為(wei)關鍵(jian)的(de)結構材料。軍用航空發動機通(tong)常可以用其推重比(推力/重(zhong)量)綜合地評(ping)定發(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)水平。提(ti)高(gao)推重(zhong)比*直接和*有(you)效的(de)(de)技術(shu)措(cuo)施是提(ti)高(gao)渦輪(lun)前的(de)(de)燃氣溫度。因(yin)(yin)此高(gao)溫合金材(cai)料(liao)的(de)(de)性能和選擇是決定航空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)性能的(de)(de)關鍵因(yin)(yin)素。隨著航空(kong)裝備的(de)(de)不斷升級,對(dui)航空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)推重(zhong)的(de)(de)要求(qiu)比不斷提(ti)高(gao),發(fa)動(dong)機(ji)對(dui)高(gao)性能高(gao)溫合金材(cai)料(liao)的(de)(de)依賴越(yue)來越(yue)大。


燃燒室
燃(ran)燒室的功用是把燃(ran)油(you)的化學能釋放變為熱能,是動(dong)力機(ji)械能源(yuan)的發源(yuan)地。燃(ran)燒室內(nei)產(chan)生的燃(ran)氣溫(wen)度(du)在1500~2000℃之間(jian)。其余的(de)壓縮(suo)空氣在燃燒(shao)室周圍流動,穿過室壁(bi)的(de)槽孔使室壁(bi)保(bao)持冷卻。燃燒(shao)筒(tong)合金材料承受(shou)溫(wen)度可達800~900℃以上,局部可達1100℃。
用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)造燃燒(shao)室的主要材料(liao)(liao)有高溫(wen)合金、不(bu)銹鋼(gang)和結構鋼(gang);其(qi)(qi)中用(yong)(yong)(yong)量**、*為(wei)關鍵的是變(bian)形高溫(wen)合金。由(you)于傳統的高溫(wen)合金板材受限于合金的熔點(dian)的限制(zhi),現在基(ji)本已經達到(dao)其(qi)(qi)極限使用(yong)(yong)(yong)溫(wen)度(du),難以進一步發展(zhan)。要使燃燒(shao)室用(yong)(yong)(yong)高溫(wen)合金材料(liao)(liao)進一步發展(zhan),必須研究全新(xin)的材料(liao)(liao)基(ji)體(ti)(ti)和材料(liao)(liao)制(zhi)備工(gong)藝。目前國際在研的新(xin)材料(liao)(liao)有碳(tan)/碳(tan)復合材(cai)(cai)料、高溫(wen)陶瓷材(cai)(cai)料、氧化(hua)物彌散強化(hua)合金、金屬(shu)間化(hua)合物、高溫(wen)高強鈦合金等。

導向葉片
導(dao)向葉(xie)片(pian)是(shi)調整從燃(ran)燒室出(chu)來的(de)燃(ran)氣流動方向的(de)部件,是(shi)航空(kong)發(fa)動機上受熱沖擊**的(de)零件之一。一般(ban)來講,導(dao)向葉(xie)片(pian)的(de)溫度比(bi)同(tong)樣(yang)條件下的(de)渦輪葉(xie)片(pian)溫度高約100℃,但葉片承受的應(ying)力比較低。
在(zai)熔模精鑄技術突破后,鑄造(zao)高溫合(he)金成為(wei)了導(dao)向(xiang)(xiang)葉片的(de)主要(yao)制造(zao)材料。近年來,由(you)于定(ding)向(xiang)(xiang)凝固(gu)工藝的(de)發展(zhan),用定(ding)向(xiang)(xiang)合(he)金制造(zao)導(dao)向(xiang)(xiang)葉片的(de)工藝也在(zai)試制中;此外(wai),FWS10發(fa)動機渦(wo)輪導向器后篦齒環制造采用(yong)了氧(yang)化物彌散(san)強(qiang)化高溫合金。
渦輪盤
渦輪(lun)盤在四(si)大(da)熱端部件中所(suo)占質量**。渦輪(lun)盤工作時,輪(lun)緣溫(wen)度(du)達(da)550-750℃,而(er)輪(lun)心溫度只有300℃左右,整個部件的(de)溫(wen)差大(da);轉動時(shi)承(cheng)受(shou)重大(da)的(de)離心力;啟動和停車過(guo)程(cheng)中承(cheng)受(shou)大(da)應(ying)力低(di)疲勞(lao)周(zhou)期。
用于渦輪盤制造的主要材(cai)料是變型高溫合(he)金,其中G4169合金(jin)(jin)是(shi)用量**、應用范圍(wei)*廣的(de)(de)一(yi)個主要品種。近年來(lai),隨著航(hang)空發動機(ji)性能不斷(duan)提高,對(dui)渦(wo)輪(lun)盤要求也越(yue)來(lai)越(yue)高,粉末(mo)渦(wo)輪(lun)盤組織均勻(yun)、晶粒細(xi)小、強度高、塑性好等優點使其成為(wei)航(hang)空發動機(ji)上理想的(de)(de)渦(wo)輪(lun)盤合金(jin)(jin),但我(wo)國工(gong)藝(yi)生產(chan)的(de)(de)粉末(mo)渦(wo)輪(lun)盤夾雜物較多,正在進一(yi)步研制中。

渦輪葉片
渦輪葉(xie)片是(shi)航空發動機(ji)上*關鍵的構件,渦輪葉(xie)片的工作環境*惡(e)劣,渦輪葉(xie)片在承(cheng)受高溫同(tong)時要承(cheng)受很(hen)大(da)的離心應(ying)力、振動應(ying)力、熱應(ying)力等(deng)。
? ?用于渦(wo)輪(lun)葉片(pian)制造(zao)的主材材料是鑄造(zao)高溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)。近(jin)三十(shi)多年來鑄造(zao)工藝的發(fa)(fa)展(zhan),普(pu)通精鑄、定向和單(dan)晶鑄造(zao)葉片(pian)合(he)(he)金(jin)(jin)得到了廣泛應用。單(dan)晶合(he)(he)金(jin)(jin)在國際上得到了快(kuai)速發(fa)(fa)展(zhan),已經發(fa)(fa)展(zhan)了五(wu)代(dai)單(dan)晶合(he)(he)金(jin)(jin),成(cheng)為高性(xing)能現(xian)金(jin)(jin)航空發(fa)(fa)動機高溫(wen)渦(wo)輪(lun)工作葉片(pian)的主要(yao)材料;我國在20世紀80年代開(kai)始單(dan)晶合金(jin)研制,根據(ju)專(zhuan)著《中國高溫合金(jin)50年》(師(shi)昌緒),第二代單(dan)晶合金已經(jing)在先進(jin)發動機中(zhong)進(jin)行使(shi)用。
(二)航(hang)天發動機
航(hang)天(tian)發(fa)動機(ji)中(zhong)(zhong)的(de)(de)特(te)殊(shu)(shu)工作環(huan)境要求使其(qi)使用(yong)材(cai)料(liao)(liao)(liao)必須受高(gao)溫、高(gao)壓、高(gao)的(de)(de)溫度梯(ti)度變化、高(gao)動態載荷和特(te)殊(shu)(shu)戒(jie)指的(de)(de)考驗,因此對材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)綜合(he)性(xing)能(neng)和加工性(xing)能(neng)提出(chu)了很高(gao)的(de)(de)要求。高(gao)溫合(he)金(jin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)已經占據了航(hang)天(tian)發(fa)動機(ji)相當大(da)的(de)(de)比(bi)重,在發(fa)動機(ji)中(zhong)(zhong)的(de)(de)應用(yong)比(bi)比(bi)例接近總重量的(de)(de)一半,高(gao)溫合(he)金(jin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)技術的(de)(de)發(fa)展(zhan)直接影響(xiang)航(hang)天(tian)發(fa)動機(ji)研制水平。
航天發(fa)動(dong)(dong)機用高溫(wen)合金原則上都可以采用航空發(fa)動(dong)(dong)機用高溫(wen)合金,但航天發(fa)動(dong)(dong)機材(cai)料除了承受高溫(wen)沖擊外,還有低溫(wen)(-100℃以下(xia))環境要求。由于高溫合(he)金(jin)精密鑄(zhu)造(zao)工藝(yi)限制(zhi),過去形狀極其(qi)復(fu)雜的(de)(de)結(jie)構件在航(hang)天發(fa)動(dong)(dong)機(ji)上(shang)一直沒有真正(zheng)加以應用(yong)。隨著(zhu)工藝(yi)的(de)(de)進步(bu),航(hang)天發(fa)動(dong)(dong)機(ji)上(shang)的(de)(de)許(xu)多(duo)(duo)關鍵(jian)熱部件都采用(yong)了(le)(le)(le)無(wu)余量整體(ti)精密鑄(zhu)造(zao)高溫合(he)金(jin)精鑄(zhu)件,簡化了(le)(le)(le)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)結(jie)構,降低(di)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)重(zhong)量,減少了(le)(le)(le)焊接部分(fen),縮短研制(zhi)和(he)生產(chan)(chan)周期,降低(di)研制(zhi)和(he)生產(chan)(chan)成本,提高發(fa)動(dong)(dong)機(ji)可靠性。隨著(zhu)航(hang)天發(fa)動(dong)(dong)機(ji)技術的(de)(de)進步(bu),航(hang)天發(fa)動(dong)(dong)機(ji)用(yong)高溫合(he)金(jin)逐漸(jian)呈現(xian)出復(fu)雜化、薄壁化、復(fu)合(he)化、多(duo)(duo)位一體(ti)、無(wu)余量的(de)(de)趨勢(shi)。典型的(de)(de)有渦輪轉(zhuan)子、導向器、泵殼體(ti)等(deng)。

我國的(de)(de)“長(chang)征”系列(lie)火箭以及“神舟(zhou)”系列(lie)飛船(chuan),發(fa)動機(ji)的(de)(de)核心部分(fen)都采(cai)用了高溫合金材料。目前,航天領域使用的(de)(de)液(ye)氧(yang)煤油(you)和(he)液(ye)氧(yang)液(ye)氫航天運載發(fa)動機(ji)、小型渦噴渦扇發(fa)動機(ji)已經定(ding)型,并開始批量生產,國內對航天用高溫合金母合金和(he)精鑄件的(de)(de)需求也在不斷增(zeng)長(chang),進(jin)入一個新的(de)(de)增(zeng)長(chang)期(qi)。
(三)民用工(gong)業高溫(wen)合金(jin)的應用
隨著工(gong)業(ye)化(hua)的(de)推進,工(gong)業(ye)向高(gao)(gao)端、大型(xing)化(hua)發展,高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金在民(min)用工(gong)業(ye)中的(de)需求(qiu)(qiu)也日(ri)益增長。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金合(he)金也是(shi)艦船(chuan)、火車、汽車渦輪增壓器葉(xie)片(pian)(pian)及(ji)各類工(gong)業(ye)燃機葉(xie)片(pian)(pian)的(de)優選材(cai)料;鐵路運(yun)輸的(de)高(gao)(gao)速化(hua)、造(zao)船(chuan)業(ye)的(de)高(gao)(gao)品質(zhi)要求(qiu)(qiu)(特(te)別是(shi)出口造(zao)船(chuan))、艦艇動力的(de)**要求(qiu)(qiu)、工(gong)業(ye)燃機應用的(de)高(gao)(gao)速發展等急需高(gao)(gao)性能(neng)的(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金母合(he)金。目前,國內民(min)用工(gong)業(ye)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金占高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金總需求(qiu)(qiu)的(de)20%,而(er)美國(guo)50%的高(gao)溫合金應用于民用工業領域。燃氣(qi)輪機
燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)是高溫合金的(de)(de)另一(yi)個主(zhu)要用途。燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)裝(zhuang)置(zhi)是一(yi)種(zhong)以空氣(qi)及燃(ran)氣(qi)為介質的(de)(de)旋轉式熱(re)力發動機(ji)(ji),它的(de)(de)結構(gou)(gou)與(yu)飛機(ji)(ji)噴氣(qi)式發動機(ji)(ji)一(yi)致,也類似(si)蒸(zheng)汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)。燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)的(de)(de)基本(ben)原(yuan)理與(yu)蒸(zheng)汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)很相似(si),不同(tong)處(chu)在于工質不是蒸(zheng)汽(qi)而是燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)后的(de)(de)煙(yan)氣(qi)。燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)屬(shu)于內燃(ran)機(ji)(ji),所(suo)以也叫(jiao)內燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)。構(gou)(gou)造有四大部分:空氣(qi)壓(ya)縮機(ji)(ji),燃(ran)燒(shao)室(shi),葉輪(lun)系(xi)統(tong)及回(hui)熱(re)裝(zhuang)置(zhi)。
燃(ran)(ran)氣(qi)輪機的需求增長迅速,除用(yong)(yong)于發電外,還用(yong)(yong)于艦船(chuan)動力、天(tian)然(ran)氣(qi)疏松的加氣(qi)站等。與航空用(yong)(yong)高(gao)溫合(he)金葉(xie)片(pian)相比,燃(ran)(ran)氣(qi)輪機用(yong)(yong)高(gao)溫合(he)金的使(shi)用(yong)(yong)壽命長(10萬小時),耐熱腐蝕、尺寸大,質量要求很(hen)高。
汽車(che)廢氣渦輪增壓器
汽車廢氣增(zeng)壓器渦輪也是高溫合(he)金(jin)材料的(de)重要應用領域。目前,我國渦輪增(zeng)壓器生產廠家所采用的(de)渦輪葉輪多(duo)為鎳基高溫合(he)金(jin)渦輪葉輪,它和渦輪軸、壓氣機葉輪共同組成一個轉子。此外(wai)內燃機的(de)閥座(zuo)、鑲塊、進氣閥、密封彈簧、火花塞、螺(luo)栓等都可以采用鐵基或(huo)鎳基高溫合(he)金(jin)。
渦(wo)(wo)(wo)輪增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)系統對燃(ran)油效(xiao)率(lv)和性能提升(sheng)均有明(ming)顯效(xiao)果。渦(wo)(wo)(wo)輪增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)是利用發動(dong)機(ji)排出的(de)(de)廢(fei)氣(qi)(qi)的(de)(de)能量來推動(dong)渦(wo)(wo)(wo)輪室內的(de)(de)渦(wo)(wo)(wo)輪,渦(wo)(wo)(wo)輪又帶動(dong)同軸的(de)(de)葉輪,葉輪壓(ya)(ya)送(song)由空(kong)氣(qi)(qi)濾(lv)清器(qi)管道送(song)來的(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi),使(shi)之增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)進(jin)入(ru)氣(qi)(qi)缸。當發動(dong)機(ji)轉(zhuan)速增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)快(kuai),廢(fei)氣(qi)(qi)排出速度(du)與(yu)渦(wo)(wo)(wo)輪轉(zhuan)速也同步增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)快(kuai),葉輪就(jiu)壓(ya)(ya)縮更(geng)多(duo)的(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)進(jin)入(ru)氣(qi)(qi)缸,空(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)壓(ya)(ya)力和密度(du)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大可以(yi)燃(ran)燒更(geng)多(duo)的(de)(de)燃(ran)料,相(xiang)應增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)燃(ran)料量就(jiu)可以(yi)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)發動(dong)機(ji)的(de)(de)輸出功率(lv)。一(yi)般(ban)而言,加(jia)裝(zhuang)廢(fei)氣(qi)(qi)渦(wo)(wo)(wo)輪增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)器(qi)后的(de)(de)發動(dong)機(ji)功率(lv)及扭矩(ju)要增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大20%—60%。
2008年中國汽車工業僅渦輪轉子(zi)對(dui)高(gao)溫母(mu)合金的需求就在1,900噸以上(shang)。
核電(dian)與(yu)其(qi)它領域的(de)高溫合金應用
核(he)電工業使(shi)用的高(gao)溫合金包(bao)括(kuo):燃(ran)料(liao)元(yuan)件包(bao)殼材(cai)料(liao)、結構材(cai)料(liao)和燃(ran)料(liao)棒定位(wei)格架,高(gao)溫氣體爐熱(re)交換器等,均(jun)是其(qi)他材(cai)料(liao)難以代替的。例如(ru),燃(ran)料(liao)元(yuan)件包(bao)殼管(guan)的管(guan)壁在工作時需(xu)承受600-800℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen),需要較高(gao)的(de)(de)蠕變強度,因此大量(liang)采用高(gao)溫(wen)(wen)合金(jin)材料。
高溫合金(jin)材料在玻(bo)(bo)璃制(zhi)造(zao)、冶金(jin)、醫療(liao)器(qi)械等(deng)領域也有著廣泛(fan)的(de)(de)(de)用途。在玻(bo)(bo)璃工(gong)業(ye)中應用的(de)(de)(de)高溫合金(jin)零件多達十幾種,如:生產玻(bo)(bo)璃棉的(de)(de)(de)離心頭和(he)火(huo)焰噴(pen)吹坩(gan)堝,平(ping)板(ban)玻(bo)(bo)璃生產用的(de)(de)(de)轉向輥拉管(guan)機大(da)軸、端頭和(he)通氣管(guan)、玻(bo)(bo)璃爐窯(yao)的(de)(de)(de)料道、閘板(ban)、馬弗(fu)套(tao)、料碗和(he)電(dian)極棒等(deng)。冶金(jin)工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)軋鋼(gang)廠加(jia)熱(re)(re)爐的(de)(de)(de)墊塊、線(xian)材連軋導板(ban)和(he)高溫爐熱(re)(re)電(dian)偶保護套(tao)管(guan)等(deng)。醫療(liao)器(qi)械領域的(de)(de)(de)人工(gong)關節(jie)等(deng)。
三、高溫合金的(de)市場空間測算
根據測(ce)算,我們認為(wei)到2020年,國內高溫(wen)合(he)金需求約為39275噸(dun),對應市場(chang)空間90.5億元。

(一)航空(kong)發動機需求
假設1:在航(hang)空發動機(ji)中高溫合(he)金占總重(zhong)量的40%-60%,在先(xian)進(jin)發動機(ji)中這(zhe)一比例超(chao)過50%甚至更(geng)多。我(wo)們判斷,隨著航空工(gong)業(ye)的(de)(de)繼續發展(zhan)和高(gao)溫(wen)合金(jin)材(cai)料科(ke)技的(de)(de)進步,這一比例還將繼續提升。我(wo)們假(jia)設高(gao)溫(wen)合金(jin)占軍用航空發動機重量(liang)的(de)(de)60%,占民用航(hang)空發動(dong)機(ji)和其他軍機(ji)重量的40%。
假設(she)2:通(tong)過(guo)與(yu)已有國內外(wai)相(xiang)似型號飛機(ji)發動機(ji)規格對(dui)比,我們假設軍用戰斗(dou)機(ji)發動機(ji)重量約1.7噸,軍用運(yun)輸機、民用大飛機發動(dong)機重(zhong)量(liang)約4噸,其他(ta)飛機航空發動機重(zhong)量約1噸。

假設(she)3:高溫(wen)合金(jin)的材(cai)料性能、加工難(nan)度要高于普(pu)通(tong)合金(jin)和鋼材(cai),其材(cai)料成型率遠低于一般特鋼。我們估(gu)計,1)在鑄造和軋制過(guo)程中(zhong)材(cai)料成型率70-80%左右;2)母合金進(jin)行加(jia)工(gong)時,廢品率80%左(zuo)右,全(quan)流程材料利用率(lv)15%-20%,我(wo)們(men)假設高溫合金全流程(cheng)材料利用率為20%。

綜(zong)上(shang),我們預計每臺戰(zhan)斗機航空發動機平(ping)均使(shi)用高溫合金(jin)5.1噸,軍(jun)用運輸機航空發動機用高溫合金12噸,其(qi)他(ta)軍用航(hang)空發動機高溫合金2噸;民用大飛機航空發動(dong)機用高溫合金8噸。

根據測算,未來20年我(wo)國軍用航(hang)空發(fa)動機高(gao)溫合(he)金需求為17.75萬噸(dun),民用(yong)大中型飛機發動機高溫合金需求為(wei)7.36萬噸。此外,低空開(kai)放(fang)將有望打開(kai)我國通用航(hang)空發展的瓶頸,未來20年通用航(hang)空保(bao)有量(liang)超過20000架,以平均1臺發動機(ji)測算(suan),通(tong)用航(hang)空發動機(ji)高溫合金(jin)需求為5萬噸。
綜上(shang),我們預測未來20年(nian)航空發動機(ji)高溫合金需求(qiu)為30.11萬噸,平均每年市場空間1.51萬噸。
(二)燃氣輪(lun)機需求
軍事應(ying)用(yong)占世界船用(yong)燃氣輪機市場絕大多數(shu)份額。在軍用(yong)領域,有75%以上的海軍主力(li)艦艇(ting)采用燃機動力(li);在(zai)民(min)用市場,燃機主要應用于高(gao)速客船中(zhong)。

我(wo)國(guo)海軍(jun)目前船用(yong)燃(ran)機(ji)裝艦(jian)(jian)率較(jiao)低。已服役主力艦(jian)(jian)艇中僅有10艘驅逐艦裝備(bei)有船用燃機。分別是2艘052型驅(qu)逐艦(裝備LM2500),2艘(sou)052B型驅(qu)逐艦、6艘(sou)052C型驅逐艦(裝(zhuang)備UGT-25000及QC280)。其動力配置方式均為柴燃交(jiao)替動力(CODOG),每(mei)艦配(pei)備有2臺燃機和2臺柴油機。

隨著(zhu)中國多(duo)型船(chuan)用燃機相繼研制成功,中短(duan)期(qi)內(nei)燃機普及有望提(ti)速(su)。我們認(ren)為(wei),燃機普及(ji)將以30MW級船用燃機為(wei)核(he)心,輔(fu)以(yi)4MW級小功(gong)率船用燃機。其中,30MW級(ji)燃機主要(yao)用(yong)于大型的驅(qu)逐艦、護衛艦等;4MW級(ji)燃機主要用于氣墊(dian)登(deng)陸(lu)艇(ting)(ting)和導(dao)彈快艇(ting)(ting)。
參考(kao)LM2500燃(ran)氣輪(lun)機(ji)重(zhong)量,我們假(jia)設國產燃(ran)氣輪(lun)機(ji)重(zhong)20噸,高溫(wen)合金占重(zhong)量30%,成材率(lv)20%,單臺國產燃氣(qi)輪機用高(gao)溫合金(jin)30噸。
未來15年(nian),我(wo)們認為海軍將(jiang)形成3大近(jin)海防御艦隊+若干(gan)支航(hang)母編(bian)隊+若干只兩棲(qi)攻(gong)擊(ji)/登陸編隊為主(zhu)體的作(zuo)戰(zhan)體系。考慮到燃機應用情況,常(chang)規/核(he)動力(li)航(hang)母、兩棲攻擊/船(chuan)塢登陸艦(jian)將(jiang)其作為主(zhu)要(yao)動力源(yuan)的可能性較小,應用(yong)燃機的新型艦(jian)艇很可能主(zhu)要(yao)配備(bei)在航母編隊和(he)兩棲攻擊/登陸編隊中,且以驅(qu)逐艦(jian)和護衛艦(jian)為主,近(jin)海(hai)防(fang)御艦(jian)隊則僅配備新型隱身導彈艇。
按照未(wei)來15年將建設5個航母(mu)編隊(2常+3核)、3個(ge)兩棲攻擊/登陸(lu)編隊和3個近海防御艦(jian)隊規模的假設,再考慮到燃機的更新與維護(hu),我們估算未來15年30MW級燃機需求600臺(tai),4MW級燃機需求1476臺。通過測算(suan),未來(lai)15年燃氣輪機高溫(wen)合金(jin)需求達6.23萬(wan)噸,平均每年(nian)4152噸。
(三)汽車廢氣增壓(ya)渦輪
高溫(wen)合(he)金在汽車中主要應用于(yu)渦輪增壓器的制造,其次包括排(pai)氣閥、燒嘴、熱發生(sheng)器等零件也(ye)會用到高溫(wen)合(he)金。
渦輪增壓(ya)系統對燃油效率和性(xing)能提(ti)升均有明顯效果。渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)(lun)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓是利用發(fa)(fa)動(dong)(dong)機排出的(de)(de)(de)廢(fei)氣(qi)的(de)(de)(de)能量(liang)來推(tui)動(dong)(dong)渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)(lun)室內的(de)(de)(de)渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)(lun),渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)(lun)又帶動(dong)(dong)同(tong)軸的(de)(de)(de)葉輪(lun)(lun)(lun)(lun),葉輪(lun)(lun)(lun)(lun)壓送由空氣(qi)濾清器管道送來的(de)(de)(de)空氣(qi),使(shi)之增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓進入氣(qi)缸(gang)。當發(fa)(fa)動(dong)(dong)機轉速增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)快,廢(fei)氣(qi)排出速度(du)與渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)(lun)轉速也(ye)同(tong)步(bu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)快,葉輪(lun)(lun)(lun)(lun)就壓縮更(geng)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)空氣(qi)進入氣(qi)缸(gang),空氣(qi)的(de)(de)(de)壓力和密度(du)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大可(ke)以燃(ran)燒(shao)更(geng)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)燃(ran)料,相應增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)燃(ran)料量(liang)就可(ke)以增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機的(de)(de)(de)輸出功率。一般而言,加(jia)(jia)裝廢(fei)氣(qi)渦(wo)輪(lun)(lun)(lun)(lun)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)壓器后的(de)(de)(de)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機功率及扭矩要增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大20%—60%。
廢氣增壓器渦(wo)輪生產在(zai)國(guo)外已有60多(duo)年(nian)的歷史。目前,國(guo)外(wai)的重型柴油機增壓器配(pei)置(zhi)率(lv)100%,中小型(xing)柴(chai)油機也(ye)在不斷地增大其配(pei)置(zhi)比例,如(ru)英、美、法等國家已達80%左(zuo)右。
國內渦(wo)輪增壓器(qi)(qi)配(pei)置(zhi)率將持(chi)續提升,尤(you)其是汽(qi)油機渦(wo)輪增壓器(qi)(qi)配(pei)置(zhi)率提升空間巨大。面對與日俱增的環保和能源壓力,內燃機節能減排是(shi)大勢所趨。渦輪增壓是(shi)內燃機節能減排的有(you)效手段,其中汽油機節油效果5-10%,柴油機節(jie)油效果(guo)10-20%左右(you)。2012年我國內(nei)燃機渦輪(lun)增壓器綜合配(pei)置率為6.7%;其中車用柴油(you)機(ji)配(pei)置率(lv)為(wei)62%,未來的增長點主要來自于輕卡裝配(pei)率(lv)提升;而車用汽油機配(pei)置(zhi)率(lv)僅5%左(zuo)右,未來提升空間(jian)巨(ju)大。

依據鋼研高(gao)(gao)納招股說明書推算出我國目(mu)前(qian)每萬輛(liang)汽車對(dui)高(gao)(gao)溫合(he)金的需求(qiu)為2.04噸,隨著渦輪增壓器配置率的(de)(de)提升,每萬量汽車(che)的(de)(de)高(gao)溫合金使用(yong)量將持(chi)續提高(gao)。
我們假設2013年每(mei)萬輛汽車高溫合金2噸,今后20年(nian)每年(nian)復合增長(chang)5%;到2020年汽車產量(liang)復(fu)合增速5%,2020年-2030年汽車(che)產量復合增速3%。依(yi)據測算(suan),2020年汽車用高溫合金需求為(wei)8715噸,2030年為1.9萬噸。

(四(si))核工(gong)業
核(he)電中應用高溫(wen)合金的主要部分包(bao)括燃料(liao)元件(jian)包(bao)殼管、燃料(liao)元件(jian)定(ding)位(wei)架、高溫(wen)氣體爐熱交換器等。
每座(zuo)60萬(wan)千瓦(wa)的(de)核電站需用(yong)蒸發器“U”形傳熱管100噸。此外(wai),還有大量的反應堆內(nei)構件(jian)用不銹鋼精密管和控制棒、核燃料包套管等。這樣僅一座60萬千瓦的核電站堆芯約需要各類核級用管600多噸。
國產核電裝備的(de)(de)應用,也(ye)將(jiang)帶動核電裝備零部件供應市場。依據媒體(ti)報道(dao)的(de)(de)中廣核集團董事長賀禹的(de)(de)講話(hua),我國目(mu)前在運和在建(jian)核電規模總(zong)計4875萬千瓦(wa),在建核(he)電機(ji)組數量位居****。
根據我國修改后的核電發展目標,2015年核(he)電(dian)機組裝機規模達到40GW建成,2020年核電(dian)裝機目標為58GW運(yun)營+30GW在(zai)建(jian),那么未來7年國內必須新開工(gong)40GW,對應35-40座(zuo)100萬千瓦機(ji)組。
我(wo)們假設1座(zuo)100萬千瓦(wa)機組(zu)需要各類高溫合金1000噸,則未來(lai)7年核電工(gong)業對高溫合金總需求(qiu)約35000噸-40000噸(dun),平均每年5000噸(dun)-5700噸。
(五)航天、核工(gong)業(ye)及其他行業(ye)
考慮到航(hang)(hang)天(tian)發(fa)動機每年發(fa)射次數較(jiao)少(shao)且需(xu)求穩定,我(wo)們估計每年航(hang)(hang)天(tian)發(fa)動機對高(gao)溫(wen)合(he)金需(xu)求量(liang)在400-600噸左右。
此外,假設航(hang)空發動機、航(hang)天、燃氣輪(lun)機、汽車、核(he)工業占高溫(wen)合金總(zong)需求的85%,則其他(ta)行業每年對高溫合金需求約為5900噸。
四、國內外(wai)高溫(wen)合金市場情況
(一(yi))國外(wai)高溫合金行業(ye)發展
目前,全球(qiu)每年消費(fei)高(gao)溫合金材(cai)料近28萬噸,市場規模達100億美元(yuan)。全球范圍內能(neng)夠生產(chan)航空航天用高溫合(he)金的企業(ye)不超過50家,主要集中在美(mei)國(guo)(guo)(guo)、俄羅斯(si)、英(ying)國(guo)(guo)(guo)、法(fa)國(guo)(guo)(guo)、德(de)國(guo)(guo)(guo)、日(ri)本和中國(guo)(guo)(guo)。發達國(guo)(guo)(guo)家一般將涉及航空航天應用領(ling)域的(de)高溫合(he)金產品作為戰略(lve)軍事物資,很少出口。
美國在(zai)高(gao)溫合金研(yan)發(fa)以及(ji)應用方(fang)面(mian)一直處(chu)于****地位,年產量(liang)約(yue)為5萬噸,其中近50%用(yong)于(yu)民用(yong)工業。美國有(you)(you)很多獨立的(de)(de)高(gao)溫合金(jin)公(gong)司(si)(si),能夠生(sheng)(sheng)產航(hang)空發動機(ji)所用(yong)高(gao)溫合金(jin)的(de)(de)公(gong)司(si)(si)有(you)(you)通用(yong)電(dian)氣(qi)公(gong)司(si)(si),普特拉—惠特尼(ni)公(gong)司(si)(si),還有(you)(you)其他(ta)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產特鋼和高(gao)溫合金(jin)的(de)(de)公(gong)司(si)(si)如漢因(yin)斯-斯泰特公(gong)司(si)(si),佳(jia)能—穆(mu)斯克(ke)貢公(gong)司(si)(si),因科國際公(gong)司(si)(si)等。這些公(gong)司(si)(si)都先后發展了(le)公(gong)司(si)(si)自己的(de)高溫合**號(hao)。
歐(ou)盟國(guo)家(jia)(jia)中英(ying)、德、法是世界上主(zhu)要的(de)高(gao)溫合金(jin)生產(chan)和研發(fa)代表。英(ying)國(guo)是世界上*早研究(jiu)和開發(fa)高(gao)溫合金(jin)的(de)國(guo)家(jia)(jia)之一。英(ying)國(guo)的(de)鑄造合金(jin)技術(shu)****,代表性的(de)是國(guo)際鎳公司(si)的(de)Nimocast合金,后來該國的(de)飛(fei)機發動(dong)機制造商羅(luo)爾(er)斯羅(luo)伊斯控股(gu)公司又研制了(le)定向凝固和(he)單晶合金SRR99、SRR2000和SRR2060等,其(qi)研制(zhi)的高(gao)溫合金(jin)主要用在航空發動機制(zhi)造方(fang)面。
日(ri)本在(zai)鎳(nie)基(ji)單晶(jing)高(gao)溫(wen)合(he)金、鎳(nie)基(ji)超塑性高(gao)溫(wen)合(he)金和氧化物晶(jing)粒彌散強(qiang)化高(gao)溫(wen)合(he)金方面取得較大(da)的成(cheng)功(gong)。近(jin)年(nian)來,致力(li)于開發(fa)新型的耐高(gao)溫(wen)合(he)金,并成(cheng)功(gong)開發(fa)出(chu)在(zai)1200℃高(gao)溫下(xia)依然(ran)能保持(chi)足夠強度的新合金。日本主(zhu)要的高(gao)溫合金生產(chan)企業是IHIcorporation,JFE、新日鐵和神戶制鋼(gang)公司。
(二)國(guo)內高(gao)溫合金行(xing)業格局(ju)
經過50多年發展,我國(guo)已經形成了(le)比較先進,具有一定規模的生產基(ji)地(di)。我們把國(guo)內從事高(gao)溫合金的廠家分為四類:
1、特(te)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)生(sheng)產廠:東(dong)北特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵接(jie)團撫順(shun)(shun)特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)公(gong)司(簡稱撫順(shun)(shun)特(te)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)),寶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)股份(fen)公(gong)司特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)事業部(簡稱寶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)特(te)鋼(gang)(gang)(gang)(gang))和攀(pan)(pan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)集(ji)團長城特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)公(gong)司(簡稱攀(pan)(pan)長鋼(gang)(gang)(gang)(gang));
2、研究單位:鋼鐵研究總院,北京航空材料研究院,中國(guo)科(ke)學院金屬研究所,東(dong)北大學,北京科(ke)技(ji)大學等。
3、發(fa)動(dong)機公司精密(mi)鑄件(jian)廠:中航(hang)工業旗下各航(hang)空發(fa)動(dong)機公司的精密(mi)鑄造廠:黎明、西航(hang)、黎陽、南方、貴航(hang)等。
4、鍛件熱(re)加工廠(chang):西(xi)南鋁業公(gong)司(si),第二重型機械集團萬航(hang)模(mo)鍛廠(chang),中航(hang)重機股份有限公(gong)司(si)宏(hong)遠(yuan)航(hang)空鍛鑄(zhu)公(gong)司(si)和(he)安大(da)航(hang)空鍛造(zao)公(gong)司(si)。
目前,國內規模較大的(de)高溫合金(jin)(jin)生產企業有撫順特鋼(gang)(gang)(gang)和(he)鋼(gang)(gang)(gang)研高納。此外(wai),寶(bao)鋼(gang)(gang)(gang)特鋼(gang)(gang)(gang)、攀長鋼(gang)(gang)(gang)、中科(ke)院(yuan)金(jin)(jin)屬所、北京(jing)航材院(yuan)也具備一定(ding)的(de)產能。
在航空航天產(chan)(chan)業中,用量**的變(bian)(bian)型(xing)(xing)高溫(wen)(wen)合(he)金,主(zhu)要(yao)由撫順特(te)鋼(gang)、寶鋼(gang)特(te)鋼(gang)、攀長鋼(gang)等公司完成。特(te)鋼(gang)企業生產(chan)(chan)的變(bian)(bian)型(xing)(xing)高溫(wen)(wen)合(he)金,適用于大(da)批量、通用性、結構較為簡單的產(chan)(chan)品。鋼(gang)研(yan)高納(na)在上市后(hou)(hou)也擴(kuo)大(da)了變(bian)(bian)形高溫(wen)(wen)合(he)金產(chan)(chan)能,募投項目達產(chan)(chan)后(hou)(hou)也具備了相(xiang)當的變(bian)(bian)型(xing)(xing)高溫(wen)(wen)合(he)金產(chan)(chan)能。
目前具備(bei)鑄造高溫合金(jin)精(jing)鑄件(jian)的廠(chang)家(jia)(jia)(jia)分為兩類(lei),一類(lei)是鋼(gang)研高納(na)、中科院金(jin)屬(shu)所和北京航材院三(san)家(jia)(jia)(jia)公司;另一類(lei)是黎(li)明(ming)、西航、南(nan)方、成(cheng)發等專業(ye)發動機廠(chang)自行生產(chan)(chan)精(jing)鑄件(jian)。三(san)家(jia)(jia)(jia)單(dan)(dan)位主要(yao)承接(jie)航天航空發動機廠(chang)對外委(wei)托的精(jing)鑄件(jian)業(ye)務。目前三(san)家(jia)(jia)(jia)單(dan)(dan)位在鑄造高溫合金(jin)的材料制備(bei)、生產(chan)(chan)技(ji)術上均有各自特點,其中鋼(gang)研高納(na)產(chan)(chan)能(neng)大于其余兩家(jia)(jia)(jia)。
根據(ju)鋼研高(gao)納(na)、撫順特鋼年報及相關公司(si)網站信(xin)息,我(wo)們估算(suan)目前(qian)我(wo)國高(gao)溫合金總(zong)產能約(yue)為1.26萬噸,實際產量(liang)約8000-9000噸左右。

五、高溫合金涉及的A股相關上市公司
主要涉及的A股上市(shi)公司包(bao)括:鋼(gang)研(yan)高納、撫順特鋼(gang)、寶鋼(gang)股份、煉石有色、航空動(dong)力(li)以及新三板上市(shi)公司中科三耐(nai)。
