高温合金行业发展历程、市场规模、壁垒及竞争格局如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/01/29 09:53

高温合金行业稳步发展,市场规模不断增长。

1、高温合金行业发展历程

高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,是航空航天材料的重 要成员,也可以广泛应用在石油化工、电力、冶金等领域。高温合金自诞生以来 从原来的铁、镍、钴为基,不断发展和演变,以及引入新的加工工艺,从传统的 铸造高温合金和变形高温合金,发展出粉末高温合金、氧化物弥散强化(ODS) 合金、金属间化合物等新型高温合金,从而大大扩展了高温合金的内涵。

高温合金在材料工业中主要是为航空航天产业服务。六十多年来,中国高温 合金的发展密切结合我国航空和航天发动机的研究和生产,研制了多种牌号高温 合金,建立了我国高温合金体系,有了相应的生产和科研基地,从而形成了一定 的产业规模,满足了我国航空、航天工业发展的基本需求。中国已成为美、英、 俄以外,世界上第四个具有自己高温合金体系的国家。

我国高温合金的发展与创新的历程可以分为三个阶段: 第一阶段,从 1956 年至 20 世纪 70 年代初是我国高温合金的创业和起始阶 段。在苏联专家的指导下炼出的第一炉高温合金 GH3030,拉开了我国研制和生 产的序幕,形成了以仿制前苏联高温合金为主体的合金系列。在“自力更生、大 力协同”的方针指导下,开发了有我国特色的工艺,形成了与我国装备相适应的 生产路线,还自主开发了一批新合金,并攻克了空心铸造涡轮叶片的先进技术。 第二阶段,从 20 世纪 70 年代中期至 90 年代中期,是我国高温合金的提高 阶段。通过全面引进欧美技术和生产工艺设备,我国不但研制成功一系列新的合 金,包括高性能变形合金、铸造合金、定向凝固及单晶合金,而且使我国高温合金的生产工艺技术和产品质量控制等方面上了一个新台阶,基本达到或接近西方 工业发达国家的水平。 第三阶段,从 20 世纪 90 年代中期至今,是我国高温合金的新发展阶段。 本阶段中我国应用和开发出一批新工艺,研制和生产了一系列高性能高档次的新 合金。我国建立和完善了旋转电极制粉工艺粉末高温合金生产线,研制了粉末涡 轮盘材料;采用机械合金化工艺技术,研制了氧化物弥散强化高温合金和研制了 第一代、第二代单晶高温合金、新型定向凝固柱晶合金、低膨胀系数合金、以及 耐热腐蚀、可锻可铸的高 Cr 合金等。

高温合金由于其优良的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等性能,已经逐步应用到电 力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域,从而大大提升了市场对高温合 金的需求。随着高温合金材料的发展,新型高温合金材料的出现,高温合金的市 场需求处于逐步扩大和增长状态。

2、高温合金市场规模增长

据前瞻产业研究院数据,2015-2021 年我国高温合金市场规模持续上涨,从 2015 年的 77.5 亿元增长到 2021 年的 219 亿元,年均复合增长率约为 18.90%。 2016-2019 年市场规模增长率逐步提高,2020/2021 年受疫情影响有所下降。

目前高温合金行业产能增长以现有厂商扩产为主,但因生产工艺复杂,下游 认证周期长等,存在一定瓶颈。2013-2021 年我国高温合金产量呈连续增长趋势, 2021 年我国高温合金产量为 3.8 万吨,年化复合增长率约为 15.7%。 我国高温合金产业需求侧增长迅速,2013-2021 年我国高温合金需求量呈现 快速增长趋势,2021 年我国高温合金需求量约为 6.2 万吨,年化复合增长率约 为 16.6%。 需求端的快速扩张使得我国高温合金供不应求,我国高温合金需求缺口总体 呈现扩大趋势,对外依存度也同步上升。进入 2021 年,随国内高温合金企业的 供给放量,对外依存度出现自 2015 年以来的首次下降。然而考虑到高温合金的高技术含量和较强的军用属性,未来持续降低高温合金对外依存度、提高国产供 应能力势在必行。

从全球市场来看,根据产业信息网的数据,2018 年全球高温合金市场规模 为 121.63 亿美元,预计 2024 年达到 173 亿美元,年复合增长率 6.14%,远低 于国内水平。受到世界航空制造业分布的影响,全球的高温合金主要消费地集中 在欧美等航空制造业比较发达的国家或地区,中国及其他地区高温合金的消费量 比较小。据前瞻产业研究院数据,2019 年世界高温合金消费市场中,消费量来 看美国占比 48%;其次为欧洲,占比 25%;亚洲地区消费占比则为 22%左右, 其他地区为 5%。随着国内高温合金需求的不断增长,尤其是航空制造业的快速 发展,国内市场份额将继续提升,在世界范围内占有一席之地。

3、 行业护城河宽阔,市场竞争格局明晰

行业进入壁垒

技术壁垒 高温合金行业具有技术含量高、制备工艺相对复杂和加工难度高的特点。高 温合金产品要求具有较高的耐高温强度、良好的抗氧化和抗腐蚀性能以及良好的 疲劳性能,这对高温合金生产企业的技术研发能力、流程设计和质量控制能力提 出了较高的要求。特别是对于航空航天用高温合金材料及制品领域,对于质量可 靠性、性能稳定性、产品外观尺寸精确性等方面都有着非常苛刻的要求。 材料开发和生产工艺技术研发是本行业企业发展的根本,新产品从开始研发 至最终实现销售需要经过论证、研制、定型等系列过程。因此,高温合金等先进 金属材料领域存在着较高的技术壁垒,如果没有一定的技术储备和研发实力,一 般企业很难进入高温合金生产领域。

市场先入壁垒

高温合金等先进金属材料较多应用于航空发动机、燃气轮机、核电装备等高 温、高压或易腐蚀等极端恶劣条件下,产品的性能稳定性和质量可靠性是用户最 先考虑的因素。用户对供应商选择有严格的评定程序,供应商的变更存在较高的 技术风险和不确定因素。因此,在产品质量稳定的前提下,用户在选定合格供应 商后通常不会轻易更换。同时,航空发动机产品的研制均需经过立项、方案论证、 工程研制、定型等阶段,从研制到实现销售的研发周期长、研发投入高、研发风 险大,根据现行武器装备采购体制,通过定型批准的产品才可实现批量销售。

行业准入壁垒

国家对武器装备科研生产活动实行许可管理,未取得许可不得从事相应生产 活动。从事军品相关生产活动必须通过严格审查并取得军工资质。另外,在民用 航空发动机、核电装备等领域,也各自存在相应的资质认证管理体系,生产厂家 需要通过获得相关行业准入资质和认证,方能进入这些市场。这些准入资质要求 严格,且考察周期较长,需要企业具备较强的研发、管理和质量控制能力。

4、市场竞争格局

出于国防安全以及国家竞争地位的考虑,发达国家对我国相关领域的技术和 产品实行封锁,因此在国内市场的相关应用领域中国企业与国际竞争对手没有直 接竞争关系。 我国高温合金行业从业企业数量少,整体技术开发水平与国际先进水平还有 较大差距,整体产能、实际有效产量较小,尤其是高端航空用高温合金的有效产 能远远不能满足日益增长的市场需求。又因为高温合金企业扩产往往需要特种冶 炼设备,扩产项目建设周期较长,故高温合金的产能扩建较慢,供需缺口较大。 国内现从事高温合金材料及高温合金精密铸件生产的企业数量有限,主要是 国家在计划经济时期规划的高温合金生产基地和研发基地以及一些原航空工业 配套高温合金铸件的专业铸造单位。

目前国内从业企业间主要属于竞合关系,直接竞争较少,各主要企业产品定 位错落有致,各有所长,基本上以努力实现技术创新、扩大产能、满足市场需求 为目标共同发展。这些企业在高温合金的产业链上各司其职,略有部分重叠,但 也各具特色。