特殊合金是指具有特殊物理、化學(xué)性能及特殊功能和用途的合金。一般指高溫合金、精密合金、耐蝕合金、高電阻電熱合金及特殊功能合金等。這些合金可以按其基本特性和基本組成元素等進一步分類。如按基本組成元素可分為鐵基合金、鎳基合釜、鈷基合金等。特殊合金主要用于制造航空、航天、.核能、艦艇、電子控制等耐高溫、耐腐蝕,要求具有特殊物理性能及特殊功能的部件。
一、需求端:軍用航空發(fā)動機、火箭發(fā)動機和艦用然氣輪機高溫合金需求空間廣闊
高溫合金應(yīng)用廣泛,全球高溫合金航空航天需求超55%,我國軍用高溫合金占比達80%。高溫合金材料最初主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,之后逐漸應(yīng)用到電力工業(yè)汽車工業(yè)、石油石化、玻璃建材等諸多工業(yè)領(lǐng)域。全球每年消費高溫合金材料約28萬噸,其中航空航天等軍工領(lǐng)域需求占55%,民用領(lǐng)域如電力、機械、汽車、石油石化等領(lǐng)域占45%左右;我囯軍用高溫合金需求占比高達80%,而民用高溫合金需求僅占20%。民用高溫合金占比水平相比全球水平仍有提升空間。
2019年全球高溫合金需求中航空航天占比為55%
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相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國合金工具行業(yè)市場全面調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》
2019年我國軍工用高溫合金需求占比達80%
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高溫合金是航空制造業(yè)特別是航空發(fā)動機的關(guān)鍵原材料,也是核電、大型艦艇的基礎(chǔ)原材料。受到世界航空制造業(yè)分布的影響,全球的高溫合金主要消費地集中在歐美等航空制造業(yè)比較發(fā)達的國家或地區(qū),特別是在航空制造業(yè)最為發(fā)達的美國;中國及其他各地高溫合金的消費量比較小。據(jù)統(tǒng)計,世界高溫合金消費市場中,美國占比48%;其次為歐洲,占比25%;亞洲地區(qū)消費占比則為22%左右,其他地區(qū)為5%。
2019年全球高溫合金消費區(qū)域分析
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國際市場上每年消費高溫合金材料近30萬噸,被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。2018年我國高溫合金材料年生產(chǎn)量約3.52萬噸左右,消費量達5.93萬噸,市場容量超過130億元。
我國高溫合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量有限,生產(chǎn)能力與需求之間存在較大缺口,在燃氣輪機、核電等領(lǐng)域的高溫合金主要還依賴進口。
2018年中國及全球高溫合金行業(yè)市場供需情況
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航空、航天、船用渦輪發(fā)動機是航空航天高溫合金主要應(yīng)用領(lǐng)域。高溫合金主要用于航空發(fā)動機燃燒室、壓氣機、渦輪盤、葉片和機匣等高溫部件,而火箭發(fā)動?xùn)i核心部件燃燒室和渦輪泵也采用高溫合金制造。
航空發(fā)動機成本構(gòu)成
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高溫合金在軍工產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用關(guān)鍵部件
工業(yè)部門 | ||
軍工 | 航空 | 航空發(fā)動機燃燒室、壓氣機、渦輪盤、葉片、機匣 |
航天 | 火箭發(fā)動機燃燒室、渦輪泵 | |
航海 | 船用燃氣輪機渦輪盤、葉片、殼體 | |
電力 | 燃氣輪機 | 發(fā)電用燃氣輪機渦輪盤、葉片、殼體 |
核電 | 核燃料包殼、燃料棒定位格、蒸汽發(fā)生器換熱器等 | |
機械 | 過熱器管排、集箱、鍋爐等 | |
冶金 | 軋鋼廠加熱爐墊塊、線材連軋導(dǎo)板和髙溫爐熱電偶保護套管等 | |
汽車 | 渦輪増壓器渦輪葉片、排氣閥門等 | |
石油石化 | 制氫設(shè)備豬尾管、分聯(lián)箱、烴裂解管等 | |
其他 | 醫(yī)療器械 | 人工關(guān)節(jié)等 |
玻璃工業(yè) | 平板玻璃拉管機大軸、端頭、通氣管等 |
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我國軍用航空發(fā)動機、火箭發(fā)動機和艦用燃氣輪機高溫合金需求空間廣闊。高溫合金性能差距也是造成我囯與囯外航空發(fā)動?xùn)i火箭發(fā)動機和燃氣輪杋性能差距的根本原因。隨著“兩機”重大專項的逐步啟動,我國航空發(fā)動機、火箭發(fā)動機和燃氣輪機將迎來快速發(fā)展期,從而帶動高溫合金需求快速増長。預(yù)計未來15年我囯僅航空發(fā)動機高溫合金需求預(yù)計將達2.2萬噸,約40%仍依賴進口,國產(chǎn)化替代空間較大;預(yù)計未來15年我國火箭發(fā)動機用高溫合金需求預(yù)計將達2880噸;預(yù)計未來15年我囯軍艦用燃氣輪機高溫合金需求將達3795噸且將基本實現(xiàn)囯產(chǎn)化。
二、行業(yè)壁壘:技術(shù)、渠道和認證資質(zhì)壁壘高筑
航空、火箭發(fā)動機用高溫合金可靠性要求高、生產(chǎn)難度較大,技術(shù)壁壘較高。高溫合金主要應(yīng)用于航空、火箭發(fā)動機及艦船燃氣輪機等武器裝備的“心臟”,其性能和可靠性關(guān)系到武器裝備的戰(zhàn)力和安全,因此對高溫合金材料及制品的質(zhì)量可靠性、性能穩(wěn)定性、產(chǎn)品外觀尺寸精確性等方面都有著非常苛刻的要求;同時,為保證航空發(fā)動機和火箭發(fā)動機性能,其部件制造多采用非常規(guī)、高難度工藝(如定向凝固、攪拌摩擦焊等)和特殊加工設(shè)備。
用戶對高溫合金供應(yīng)商粘性較高,渠道和認證資質(zhì)壁壘均較高。高溫合金廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海及陸軍裝備的發(fā)動機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中,其產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性和質(zhì)量可靠性是用戶最先考慮的因素。用戶經(jīng)過嚴格的試用程序而選定供應(yīng)商后般不會輕易更換;另外,從事武器裝備科研生產(chǎn)需要取得相應(yīng)的軍工生產(chǎn)資質(zhì),即所謂“軍工四證”,包括《國軍標質(zhì)量管理體系認證》、《武器裝備科研生產(chǎn)單位保密資質(zhì)認證》、《武器裝備科研生產(chǎn)許可誣認證》和《裝備承制單位資格目錄認證》,取證一般至少需要6~12個月,程序繁瑣,時間較長,因此,高溫合金領(lǐng)域準入及資質(zhì)壁壘較高。
三、競爭格局:高溫合金生產(chǎn)廠商各有所長、競爭有序,鋼研高納、撫順特鋼分別是國內(nèi)鑄造斷型高溫合金和變形高溫合金龍頭
高行業(yè)壁壘下高溫合金生產(chǎn)廠商各有所長,競爭有序。我國高溫合金產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近60年的發(fā)展,已經(jīng)形成了生產(chǎn)裝備比較先進、具有一定規(guī)模的生產(chǎn)基地。其中:(a)變形高溫合金生產(chǎn)廠:撫順特鋼寶鋼特鋼、長城特鋼等;(b)高溫合金鍛件加工廠:西南鋁業(yè)、中國二重、紅原航空鍛鑄公司和安大航空鍛造公司等;(c)精密鑄件生產(chǎn)廠:鋼研高納、北京航空材料研究院、中國科學(xué)院金屬所、東北大學(xué)、北京科技大學(xué)等。應(yīng)流股份、萬澤股份等上市公司也相繼進入高溫合金研發(fā)和生產(chǎn)細分領(lǐng)城
高溫合金主要競爭參與者及細分領(lǐng)域
高溫合金類型 | 細分領(lǐng)域 | 市場競爭參與者 |
高溫合金母合金 | - | 鋼研高納、航材院、中科院金屬所、萬澤股份 |
變形高溫合金 | 棒材、線材、板材 | 撫順特鋼、鋼研高納、寶鋼特鋼、長城特鋼 |
航空發(fā)動機鍛件 | 撫順特鋼、鋼研高納 | |
航天發(fā)動機鍛件 | 撫順特鋼、鋼研高納 | |
航海發(fā)動機鍛件 | 撫順特鋼、應(yīng)流股份 | |
鑄造高溫合金 | 航空發(fā)動機精鑄件 | 鋼研高納、應(yīng)流股份 |
航天發(fā)動機精鑄件 | 鋼研高納 | |
新興高溫合金 | 粉末冶金高溫合金 | 鋼研高納 |
ODS高溫冶金 | 鋼研高納 |
數(shù)據(jù)來源:公共資料整理
鋼研高納、撫順特鋼高溫合計年產(chǎn)量占我國高溫合金年產(chǎn)量的80%。鋼研高納與撫順特鋼的高溫合金產(chǎn)能分別達3000噸和5000噸左右。兩家公司高濕合金產(chǎn)量占據(jù)全國高溫合金大部分市場份額。
鋼研高納、撫順特鋼分別是國內(nèi)鑄造衙型高溫合金和變形高溫合金龍頭。撫順特鋼主要產(chǎn)品為變形高溫合金棒材、板材、環(huán)件、扁鋼等上游原材料,適用于量大通用、結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品。因此鋼研高納與撫順特鋼分別是國內(nèi)鑄造/新型高溫合金和變形高溫合金龍頭。



