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2019年中国高温特殊合金行业需求端、行业壁垒及企业格局分析[图]

2019年12月12日 14:11:46字号:T|T

    特殊合金是指具有特殊物理、化学性能及特殊功能和用途的合金。一般指高温合金、精密合金、耐蚀合金、高电阻电热合金及特殊功能合金等。这些合金可以按其基本特性和基本组成元素等进一步分类。如按基本组成元素可分为铁基合金、镍基合釜、钴基合金等。特殊合金主要用于制造航空、航天、.核能、舰艇、电子控制等耐高温、耐腐蚀,要求具有特殊物理性能及特殊功能的部件。

    一、需求端:军用航空发动机、火箭发动机和舰用然气轮机高温合金需求空间广阔

    高温合金应用广泛,全球高温合金航空航天需求超55%,我国军用高温合金占比达80%。高温合金材料最初主要应用于航空航天领域,之后逐渐应用到电力工业汽车工业、石油石化、玻璃建材等诸多工业领域。全球每年消费高温合金材料约28万吨,其中航空航天等军工领域需求占55%,民用领域如电力、机械、汽车、石油石化等领域占45%左右;我囯军用高温合金需求占比高达80%,而民用高温合金需求仅占20%。民用高温合金占比水平相比全球水平仍有提升空间。

2019年全球高温合金需求中航空航天占比为55%

数据来源:公共资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2020-2026年中国合金工具行业市场全面调研及投资前景预测报告

2019年我国军工用高温合金需求占比达80%

数据来源:公共资料整理

    高温合金是航空制造业特别是航空发动机的关键原材料,也是核电、大型舰艇的基础原材料。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,特别是在航空制造业最为发达的美国;中国及其他各地高温合金的消费量比较小。据统计,世界高温合金消费市场中,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%。

2019年全球高温合金消费区域分析

数据来源:公共资料整理

    国际市场上每年消费高温合金材料近30万吨,被广泛应用于各个领域。2018年我国高温合金材料年生产量约3.52万吨左右,消费量达5.93万吨,市场容量超过130亿元。

    我国高温合金生产企业数量有限,生产能力与需求之间存在较大缺口,在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要还依赖进口。

2018年中国及全球高温合金行业市场供需情况

数据来源:公共资料整理

    航空、航天、船用涡轮发动机是航空航天高温合金主要应用领域。高温合金主要用于航空发动机燃烧室、压气机、涡轮盘、叶片和机匣等高温部件,而火箭发动杋核心部件燃烧室和涡轮泵也采用高温合金制造。

航空发动机成本构成

数据来源:公共资料整理

高温合金在军工产业主要应用关键部件

工业部门
 
军工
航空
航空发动机燃烧室、压气机、涡轮盘、叶片、机匣
航天
火箭发动机燃烧室、涡轮泵
航海
船用燃气轮机涡轮盘、叶片、壳体
电力
燃气轮机
发电用燃气轮机涡轮盘、叶片、壳体
核电
核燃料包壳、燃料棒定位格、蒸汽发生器换热器等
机械
过热器管排、集箱、锅炉等
冶金
轧钢厂加热炉垫块、线材连轧导板和髙温炉热电偶保护套管等
汽车
涡轮増压器涡轮叶片、排气阀门等
石油石化
制氢设备猪尾管、分联箱、烃裂解管等
其他
医疗器械
人工关节等
玻璃工业
平板玻璃拉管机大轴、端头、通气管等

数据来源:公共资料整理

    我国军用航空发动机、火箭发动机和舰用燃气轮机高温合金需求空间广阔。高温合金性能差距也是造成我囯与囯外航空发动杋火箭发动机和燃气轮杋性能差距的根本原因。随着“两机”重大专项的逐步启动,我国航空发动机、火箭发动机和燃气轮机将迎来快速发展期,从而带动高温合金需求快速増长。预计未来15年我囯仅航空发动机高温合金需求预计将达2.2万吨,约40%仍依赖进口,国产化替代空间较大;预计未来15年我国火箭发动机用高温合金需求预计将达2880吨;预计未来15年我囯军舰用燃气轮机高温合金需求将达3795吨且将基本实现囯产化。

    二、行业壁垒:技术、渠道和认证资质壁垒高筑

    航空、火箭发动机用高温合金可靠性要求高、生产难度较大,技术壁垒较高。高温合金主要应用于航空、火箭发动机及舰船燃气轮机等武器装备的“心脏”,其性能和可靠性关系到武器装备的战力和安全,因此对高温合金材料及制品的质量可靠性、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;同时,为保证航空发动机和火箭发动机性能,其部件制造多采用非常规、高难度工艺(如定向凝固、搅拌摩擦焊等)和特殊加工设备。

    用户对高温合金供应商粘性较高,渠道和认证资质壁垒均较高。高温合金广泛应用于航空、航天、航海及陆军装备的发动机关键结构中,其产品的性能稳定性和质量可靠性是用户最先考虑的因素。用户经过严格的试用程序而选定供应商后般不会轻易更换;另外,从事武器装备科研生产需要取得相应的军工生产资质,即所谓“军工四证”,包括《国军标质量管理体系认证》、《武器装备科研生产单位保密资质认证》、《武器装备科研生产许可诬认证》和《装备承制单位资格目录认证》,取证一般至少需要6~12个月,程序繁琐,时间较长,因此,高温合金领域准入及资质壁垒较高。

    三、竞争格局:高温合金生产厂商各有所长、竞争有序,钢研高纳、抚顺特钢分别是国内铸造断型高温合金和变形高温合金龙头

    高行业壁垒下高温合金生产厂商各有所长,竞争有序。我国高温合金产业经过近60年的发展,已经形成了生产装备比较先进、具有一定规模的生产基地。其中:(a)变形高温合金生产厂:抚顺特钢宝钢特钢、长城特钢等;(b)高温合金锻件加工厂:西南铝业、中国二重、红原航空锻铸公司和安大航空锻造公司等;(c)精密铸件生产厂:钢研高纳、北京航空材料研究院、中国科学院金属所、东北大学、北京科技大学等。应流股份、万泽股份等上市公司也相继进入高温合金研发和生产细分领城

高温合金主要竞争参与者及细分领域

高温合金类型
细分领域
市场竞争参与者
高温合金母合金
-
钢研高纳、航材院、中科院金属所、万泽股份
变形高温合金
棒材、线材、板材
抚顺特钢、钢研高纳、宝钢特钢、长城特钢
航空发动机锻件
抚顺特钢、钢研高纳
航天发动机锻件
抚顺特钢、钢研高纳
航海发动机锻件
抚顺特钢、应流股份
铸造高温合金
航空发动机精铸件
钢研高纳、应流股份
航天发动机精铸件
钢研高纳
新兴高温合金
粉末冶金高温合金
钢研高纳
ODS高温冶金
钢研高纳

数据来源:公共资料整理

    钢研高纳、抚顺特钢高温合计年产量占我国高温合金年产量的80%。钢研高纳与抚顺特钢的高温合金产能分别达3000吨和5000吨左右。两家公司高湿合金产量占据全国高温合金大部分市场份额。

    钢研高纳、抚顺特钢分别是国内铸造衙型高温合金和变形高温合金龙头。抚顺特钢主要产品为变形高温合金棒材、板材、环件、扁钢等上游原材料,适用于量大通用、结构简单的产品。因此钢研高纳与抚顺特钢分别是国内铸造/新型高温合金和变形高温合金龙头。

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