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(jìn)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(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和艦用然氣輪機(jī)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(guó)軍用高溫合金占比達(dá)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(fèi)高溫合金材料約28萬(wàn)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(jī)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(dá)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(bào)告:智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)合金工具行業(yè)市場(chǎng)全面調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》
2019年我國(guó)軍工用高溫合金需求占比達(dá)80%
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高溫合金是航空制造業(yè)特別是航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(fèi)地集中在歐美等航空制造業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū),特別是在航空制造業(yè)最為發(fā)達(dá)的美國(guó);中國(guó)及其他各地高溫合金的消費(fèi)量比較小。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界高溫合金消費(fèi)市場(chǎng)中,美國(guó)占比48%;其次為歐洲,占比25%;亞洲地區(qū)消費(fèi)占比則為22%左右,其他地區(qū)為5%。
2019年全球高溫合金消費(fèi)區(qū)域分析
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國(guó)際市場(chǎng)上每年消費(fèi)高溫合金材料近30萬(wàn)噸,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。2018年我國(guó)高溫合金材料年生產(chǎn)量約3.52萬(wàn)噸左右,消費(fèi)量達(dá)5.93萬(wàn)噸,市場(chǎng)容量超過(guò)130億元。
我國(guó)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?xì)廨啓C(jī)、核電等領(lǐng)域的高溫合金主要還依賴進(jìn)口。
2018年中國(guó)及全球高溫合金行業(yè)市場(chǎng)供需情況
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航空、航天、船用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)燃燒室、壓氣機(jī)、渦輪盤、葉片和機(jī)匣等高溫部件,而火箭發(fā)動(dòng)?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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)燃燒室、壓氣機(jī)、渦輪盤、葉片、機(jī)匣 |
航天 | 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、渦輪泵 | |
航海 | 船用燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤、葉片、殼體 | |
電力 | 燃?xì)廨啓C(jī) | 發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)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(jī)械 | 過(guò)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(hù)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(jī)大軸、端頭、通氣管等 |
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我國(guó)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和艦用燃?xì)廨啓C(jī)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(dòng)?xùn)i火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨問(wèn)i性能差距的根本原因。隨著“兩機(jī)”重大專項(xiàng)的逐步啟動(dòng),我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)將迎來(lái)快速發(fā)展期,從而帶動(dòng)高溫合金需求快速増長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái)15年我囯僅航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求預(yù)計(jì)將達(dá)2.2萬(wàn)噸,約40%仍依賴進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)化替代空間較大;預(yù)計(jì)未來(lái)15年我國(guó)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金需求預(yù)計(jì)將達(dá)2880噸;預(yù)計(jì)未來(lái)15年我囯軍艦用燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金需求將達(dá)3795噸且將基本實(shí)現(xiàn)囯產(chǎn)化。
二、行業(yè)壁壘:技術(shù)、渠道和認(rèn)證資質(zhì)壁壘高筑
航空、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)及艦船燃?xì)廨啓C(jī)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(duì)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??量痰囊?;同時(shí),為保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)高溫合金供應(yīng)商粘性較高,渠道和認(rèn)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(dòng)機(jī)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(guò)嚴(yán)格的試用程序而選定供應(yīng)商后般不會(huì)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(guó)軍標(biāo)質(zhì)量管理體系認(rèn)證》、《武器裝備科研生產(chǎn)單位保密資質(zhì)認(rèn)證》、《武器裝備科研生產(chǎn)許可誣認(rèn)證》和《裝備承制單位資格目錄認(rèn)證》,取證一般至少需要6~12個(gè)月,程序繁瑣,時(shí)間較長(zhǎng),因此,高溫合金領(lǐng)域準(zhǔn)入及資質(zhì)壁壘較高。
三、競(jìng)爭(zhēng)格局:高溫合金生產(chǎn)廠商各有所長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)有序,鋼研高納、撫順特鋼分別是國(guó)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(zhǎng),競(jìng)爭(zhēng)有序。我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)近60年的發(fā)展,已經(jīng)形成了生產(chǎn)裝備比較先進(jìn)、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(zhǎng)城特鋼等;(b)高溫合金鍛件加工廠:西南鋁業(yè)、中國(guó)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(guó)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(wàn)澤股份等上市公司也相繼進(jìn)入高溫合金研發(fā)和生產(chǎn)細(xì)分領(lǐng)城
高溫合金主要競(jìng)爭(zhēng)參與者及細(xì)分領(lǐng)域
高溫合金類型 | 細(xì)分領(lǐng)域 | 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)參與者 |
高溫合金母合金 | - | 鋼研高納、航材院、中科院金屬所、萬(wàn)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(zhǎng)城特鋼 |
航空發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件 | 撫順特鋼、鋼研高納 | |
航天發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件 | 撫順特鋼、鋼研高納 | |
航海發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件 | 撫順特鋼、應(yīng)流股份 | |
鑄造高溫合金 | 航空發(fā)動(dòng)機(jī)精鑄件 | 鋼研高納、應(yīng)流股份 |
航天發(fā)動(dòng)機(jī)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 |
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鋼研高納、撫順特鋼高溫合計(jì)年產(chǎn)量占我國(guó)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(dá)3000噸和5000噸左右。兩家公司高濕合金產(chǎn)量占據(jù)全國(guó)高溫合金大部分市場(chǎng)份額。
鋼研高納、撫順特鋼分別是國(guó)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(jiǎn)單的產(chǎn)品。因此鋼研高納與撫順特鋼分別是國(guó)內(nèi)鑄造/新型高溫合金和變形高溫合金龍頭。
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