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。
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