高温合金材料属于航空航天材料中的重要成员,是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,在先进的航空发动机中,
高温合金用量占发动机总重量的40%-60%。发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。高温合金一
般以铁、镍、钴为基体,能在大约600℃以上的高温下抗氧化或腐蚀,并能在一定应力作用下长期工作。高温合金在材料工
业中主要是为航空航天产业服务,但由于其优良的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等性能,已经应用到电力、石油石化、汽车、冶
金、玻璃制造、原子能等工业领域,从而大大扩展了对高温合金的需求。
高端和新型高温合金需求增加主要来自于几个方面,第一,我国发展自主航空航天产业研制先进发动机,将带来市场对
高端和新型高温合金的需求增加。第二,我国上海电气、东方电气、哈尔滨汽轮机厂等大型发电设备制造集团在生产规模和
生产技术等方面近年来有了较大提高,拉动了对发电设备用的涡轮盘的需求。正在进行国产化研制的新一代发电装备——大
型地面燃机(也可作舰船动力)取得了显著进展,实现量产后将带动对高温合金的需求。同时,核电设备的国产化,也将拉
动对国产高温合金的需求。第三,“一带一路”经过多个新兴国家,如东盟、中亚、印度等,这些国家处于经济的发展阶段,
对于石化、冶金、建材等基础工业产品需求很大,可以带动我国的相关产品和设备的出口,同时也带动相关技术的输出和合
作。
综上,随着我国航空航天产业的快速发展和“一带一路”带来的战略发展机遇,给下游的材料与配件供应商提供了巨大的市场空间。
历史沿革
我国高温合金从1956年开始研制,是在“独立自主,自力更生”方针的指引下发展起来的。自1956年第一炉高温合金
GH3030试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研究、生产和应用已历经60余年的发展历程。
①航空航天
高温合金材料属于航空航天材料中的重要成员,是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,主要用于发动机涡轮叶片、
涡轮盘、燃烧室、导向器及部分机匣和封严件。在先进的航空发动机中,高温合金部件占发动机总重量的40%-60% 以上,
北京钢研高纳科技股份有限公司 2021 年年度报告全文
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发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。
A、航空
我国飞机及发动机制造产业目前以满足国防需求为主。近年来,飞发分离、航发成立等为我国航空发动机产业发展给予
了强力支持,我国航空装备进入快速列装期,新机型换装和升级换代需求迫切。未来随着新一代飞机的陆续批产,我国航空
装备具备了换装的基础,我国航空发动机产业将步入发展加速期。除了国内航空飞机的加速列装的增量市场外,国内航空发
动机市场还存在存量维修换装市场。未来单机的年平均飞行小时数及维修次数将随之增加。发动机维修市场以叶片、喷嘴、
盘、机匣、封严为主,这些部件多数由高温合金、少数由钛合金制备。
B、航天
航天领域中,高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材,对高温合金材料要求极高;高性能涡轮泵需
承受超低温液氧和燃料的冲刷,且转速高、压力大、密封性要求高,是液体火箭发动机最核心的部件,对高温合金原材料及
制造工业提出了很高的要求。
②能源电力
A、燃气轮机
燃气轮机又称内燃气轮机,是高温合金的另一个主要应用。燃气轮机装置是一种以空气及燃气为介质的旋转式热力发动
机,主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成,结构与航空发动机基本一致。
B、核电装备
核电工业使用的高温合金主要包括燃料元件包壳材料、结构材料和燃料棒定位格架、高温气体炉热交换器等。
③石化冶金
A、石化
乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产品占石化产品的75%以上,世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发
展水平的重要标志之一。乙烯裂解炉是乙烯生产装置的核心设备,主要作用是把天然气、炼厂气、原油及石脑油等各类原材
料加工成裂解气,并提供给其它乙烯装置,最终加工成乙烯、丙烯及各种副产品。乙烯裂解炉的生产能力及技术的高低,直
接决定了整套乙烯装置的生产规模、产量和产品品质。
制氢炉是以天然气为原料制成氢气,用于炼油环节(含油品升级)或化肥、甲醇的生产过程中,是炼油制氢装置的关键
设备之一,其中重要部件转化管采用离心铸造工艺生产,工作温度在900℃-1,000℃。
B、冶金
辐射管、炉辊是冶金行业退火炉、常化炉、淬火炉等装备的主要部件,采用高温合金铸造。辐射管主要包括W型辐射管、
U型辐射管、I型辐射管、电辐射管以及吊挂件等,炉辊主要包括立式退火炉炉辊、涂层炉辊、卧式退火炉炉辊、宽厚板热
处理炉炉底辊以及沉没辊等。
行业周期性、区域性和季节性特征
高温合金材料应用于航空航天、船舶、电力、石化等国民经济重要领域,与宏观经济周期波动弱相关,受单一行业的影
响较小。高温合金行业不存在明显的区域性和季节性特征。