高溫合金：有“財”有“料”

王習

所謂高溫合金，字面意思即：能在高溫下，長時間安全工作使用的合金。由于高溫合金構(gòu)件長時間處于高溫高速等一般機械設(shè)備工作環(huán)境禁區(qū)，這就要求高溫合金具有良好的高溫穩(wěn)定性和抗蠕變性，以及具有抵抗高溫氧化性能等。因此高溫合金具有，在較高的工作溫度下，仍然具有較高的強度和硬度、良好的彈塑性等，一般合金所不具有的高溫特性，因此又被稱為超合金。

目前高溫合金仍舊主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。根據(jù)英國Roskill咨詢服務(wù)公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球每年高溫合金耗材需求量約為28萬噸，其中最大的應(yīng)用領(lǐng)域在航空航天，需求占總需求的55%左右；其次是電力能源行業(yè)，其占比約為20%；汽車與高端機械制造領(lǐng)域占比10%；從現(xiàn)有消費需求的角度看，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級積極發(fā)展高端制造業(yè)，將直接提升高溫合金的行業(yè)需求，拉動行業(yè)快速發(fā)展。

市場成長空間巨大

高溫合金的需求主要來自飛機發(fā)動機、火箭發(fā)動機、艦船發(fā)動機、地面燃氣輪機、汽車增壓渦輪器和核電站等，值得注意的是，在這些眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，航空航天領(lǐng)域的需求超過了總需求一半以上。短期來看，航空航天領(lǐng)域的需求狀況直接影響到上游高溫合金材料的需求。長期來看，其他領(lǐng)域（諸如核電、艦船用發(fā)動機）突破性需求也將為高溫合金行業(yè)的發(fā)展帶來機遇。

分開來看，民用航空發(fā)動機方面，2016年7月11日，波音公司在范保羅航展首日發(fā)布最新版《當前市場展望》，預(yù)測未來20年全球需要39，620架新飛機，該數(shù)字較去年預(yù)測增加4.1%，新飛機的價值約為5.9萬億美元，彼時世界民航機隊規(guī)模將翻番，從2014年21，600架增加到2035年的39，620架。這也就意味著，在這期間交付的39，620架中，在不考慮現(xiàn)役飛機換發(fā)的情況下，對航空發(fā)動機的新增需求達87，240臺，全球航空發(fā)動機市場規(guī)模有望超2萬億。而根據(jù)我們的推算，未來二十年全球民航各類型新機航空發(fā)動機，對高溫合金的總需求為42.7萬噸，這主要是來自于單通道市場和中型寬體機的巨大需求，帶動上游高溫合金爆發(fā)性需求。

軍用發(fā)動機方面，我們假設(shè)未來20年，隨著中國經(jīng)濟實力的進一步提高，成為世界第一大經(jīng)濟體。在軍事實力的提高慢于經(jīng)濟地位提高的保守性假設(shè)下，到2035年中國更新?lián)Q代軍機數(shù)量和目前美軍軍機數(shù)量相同或者略少，那么未來20年中國需要各類戰(zhàn)斗機2，013架，四代機單發(fā)和雙發(fā)呈現(xiàn)1：2的需求狀況，那么J-20、J-31的需求將分別為1，342架、671架；軍用運輸機（包括加油機、電子戰(zhàn)飛機，即以運輸機為平臺的各類特種飛機）達到美軍現(xiàn)有數(shù)量的2/3，那么未來20年將新增運輸機平臺需求達1，434架；在教練機方面，考慮到實際國情，我們假設(shè)未來20年軍方對該機的總需求達到美軍現(xiàn)役數(shù)量的1/3，合計新增需求534架該型飛機。經(jīng)過我們測算，軍機新機市場對高溫合金有著巨大的需求，預(yù)計未來20年中國軍機高溫合金市場需求超過5.7萬噸。

燃氣輪機方面，我國艦船燃機化僅處于起步階段，目前，中國海軍已知僅有10艘驅(qū)逐艦采用了燃氣輪機作為動力。根據(jù)外媒報道，其中052型驅(qū)逐艦112、113號裝備了美制LM2500燃氣輪機，052B、052C型驅(qū)逐艦168、169、170、171、150、151、152、153號裝備了烏克蘭制的GT25000或國內(nèi)仿制型號，然而軍用艦船燃氣輪機化是大勢所趨，未來海軍艦船燃氣輪機市場空間廣闊。對于全球市場而言，據(jù)羅羅公司2013年對燃氣輪機市場的預(yù)測，未來二十年，作為艦船動力的燃氣輪機的市場需求達到2700億美元，相應(yīng)的服務(wù)需求達1250億美元，市場空間更為廣闊。

雖然我國已經(jīng)建成了完備的高溫合金產(chǎn)業(yè)，然而，和國外的高溫合金行業(yè)相比，我國的技術(shù)還比較落后，這是國內(nèi)各廠商和科研單位亟需改進的方面。國外的高溫合金企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)定向凝固單晶合金，而國內(nèi)的企業(yè)大多還處于生產(chǎn)多晶合金的階段。多晶體高溫合金的各個性能都無法與定向凝固單晶合金相比，如多晶體高溫合金的耐高溫界限是不如定向凝固單晶合金的，且在抗疲勞、抗蠕變等方面也較遜色，這就直接地導(dǎo)致國內(nèi)渦輪葉片性能不如國外的渦輪葉片。在國內(nèi)，只有鋼研高納和北京航材院可以真正提供高溫合金產(chǎn)品，在民營企業(yè)中，也僅是陜西的煉石有色實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，而且成材率還低于國外的水平。

目前，我國的高溫合金材料年生產(chǎn)量約1萬噸左右，每年需求可達2萬噸以上，其中高端需求約3000噸。我們預(yù)計未來5-10年國內(nèi)高溫合金市場有望保持30%以上的增速，市場總體容量有望超過80億元。另一方面，隨著國產(chǎn)大飛機C919的下線，中國民航國產(chǎn)化逐步進行中，未來的新增需求缺口更大。

政策紅利推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2015年政府工作報告明確提出：“新型產(chǎn)業(yè)和新型業(yè)態(tài)是競爭高地。要實施高端裝備、信息網(wǎng)絡(luò)、集成電路、新能源、新材料、生物醫(yī)藥、航空發(fā)動機、燃氣輪機等重大專項，把一批新興產(chǎn)業(yè)培育成主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)?！焙娇瞻l(fā)動機、燃氣輪機首次寫入政府工作報告。預(yù)期專項資金1，000億，按照1：1配套資金計算，預(yù)計未來5年航空發(fā)動機扶持資金有望接近3，000億。

2015年10月，中航工業(yè)發(fā)動機三家上市公司（中航動力、中航動控、成發(fā)科技）接到實際控制人中國航空工業(yè)集團公司電話通知，因涉及中航工業(yè)航空發(fā)動機相關(guān)資產(chǎn)重組整合停牌，“兩機”專項（“航空發(fā)動機與燃氣輪機”）步入實質(zhì)性階段。航空發(fā)動機是飛機的心臟，目前僅有美、英、法、俄、中能夠獨立研制航空發(fā)動機，相比于軍用航空發(fā)動機的快速發(fā)展，中國的民用航空發(fā)動機發(fā)展仍較為緩慢，處于幾乎空白的狀態(tài)，國際民用航空發(fā)動機市場被GE、RR、P&W、CFM、IAE所壟斷，由于中國正在發(fā)展自己的大飛機，航空發(fā)動機特別是民用航空發(fā)動機的發(fā)展狀況，直接關(guān)乎到是否擁有一顆真正意義的“中國心”，以及中國的航空工業(yè)的研究制造能力。高溫合金作為航空發(fā)動機重要的上游，下游航空發(fā)動機大發(fā)展剛性拉動上游行業(yè)特別是高溫合金行業(yè)的景氣度。

重點公司推薦：鋼研高納（產(chǎn)業(yè)化規(guī)模優(yōu)勢+產(chǎn)品優(yōu)勢+有意的創(chuàng)新能力及行業(yè)拓展能力）；萬澤股份（萬澤中南研究院擁有目前國內(nèi)高溫合金領(lǐng)域位數(shù)不多達到國際一流水平的研發(fā)團隊）；煉石有色（憑借憑借錸資源進軍航空含錸合金領(lǐng)域+研發(fā)向含錸單晶葉片邁進）；撫順特鋼（公司的超高強度鋼市占率高不銹鋼和工模具鋼國內(nèi)領(lǐng)先）