高溫合金的定義

高溫合金，也可稱為耐熱合金或者超合金，是指以鐵、鎳、钴為基準材料的，能在600-1200℃高溫的條件下，展現出較好的抗氧化、抗腐蝕、抗蠕變的性能，且具備良好的疲勞性能，在一定應力負荷條件下長期工作的一種合金材料。高溫合金屬單一的奧氏體組織，奧氏體隻能在大于727℃的高溫下才能穩定存在，使得高溫合金在各種高溫條件下具備良好的穩定性。正因為如此，高溫合金屬尖端工業材料，廣泛應用于航空航天和新能源領域。

發展曆程

國際發展

最初，在20世紀30年代，發達國家英、美、德等國家開始投入對高溫合金的研究，二次世界大戰期間，時代及戰争的需求使得高溫合金的研究使用進入了高速發展階段并取得了衆多成就；40年代，英國率先研制出了第一種鎳基合金，是通過往80Ni-20Cr合金中加入少量的钛和鋁，形成了此具有高溫強度的合金材料；此時，美國使用了Vitallium钴基合金來制造葉片，以适應渦輪增壓器的快速發展，且研制出了Inconel鎳基合金，用于制造噴氣發動機的燃燒室；50年代前後，蘇聯研制生産了“ЭИ”牌号的鎳基高溫合金，後續又生産了“ЭΠ”牌号的變形高溫合金及“ЖС”牌号的鑄造高溫合金；在此基礎上，研究者們通過之前的經驗，分别加入鎢、钼、钴等元素，再通過調節加入的鋁和钛的含量，研發出一系列的高溫合金，但由于钴資源比較匮乏，其钴基合金的發展則受到一定的限制。

40年代，鐵基高溫合金從奧氏體不鏽鋼發展起來，在18-8型不鏽鋼中加入了钼、钛、铌等元素後，則增加了鋼在500-700℃下的強度，從而制成了16-25-6系列奧氏體耐熱鋼；50年代，發展出一系列Fe-Ni-Cr、Fe-Ni-Co-Cr系高溫合金，如A-286和Incoloy901等牌号；二次世界大戰期間，應勢發展出了Fe-Cr-Mn、Fe-Ni-Cr-Mn系高溫合金，鐵基高溫合金的的體系逐步完善。

國内發展

我國高溫合金的發展從1956年第一爐高溫合金GH3030的成功出爐開始，起步較晚，初期以仿制為主，到現在已曆經了60多年的風雨，也已建立了完善的産品體系，可将其發展分為三個階段：

第一階段：1956年至20世紀70年代初，屬于我國高溫合金的創業和起始階段。我們的第一爐高溫合金GH3030是在蘇聯專家的指導下完成的，也借此正式進入了高溫合金的賽道，起始主要以仿制前蘇聯的工藝為主體，1960年後，開始自主研發和生産發動機所需的高溫合金，建立和完善了生産研發基地，根據我國的需求，開發了具有我國特色的生産工藝與路線。

第二階段：20世紀70年代中期至90年代中期，為高溫合金的提高階段。開始針對一些歐美型号的航空發動機來進行試制和生産，引進國外的技術和先進設備，按照他們的技術标準進行研制和生産，按照他們的規範進行質量監控和檢測。通過對歐美高溫合金的引進和仿制，研發出了一系列新的高溫合金，也提高了我國高溫合金的生産工藝和産品質量。

第三階段：20世紀90年代中期至今，為我國高溫合金的新發展階段。新型航空發動機對高溫合金提出了更高的要求，随之研制生産出了一系列高性能、高檔次的高溫合金，實現了工藝的重大突破，在定向凝固、單晶、粉末等高端領域自主研制出了多種新型具有先進水平的牌号，如DZ4125、DZ604M、DD402、DD407及FGH4095等。

高溫合金的分類

高溫合金可按不同的标準進行分類，可按制造成型工藝、強化方式、合金的主要元素等來分類，目前，因鎳基高溫合金的耐熱性相對較強，因此應用較為廣泛，在市場上份額占比較多，已達80%。

高溫合金的應用

高溫合金憑借其優異的抗熱腐蝕、抗氧化及應變性能，最初被應用于航空航天領域，是航空發動機的首選材料，随着技術的發展和高溫合金的産量提升，應用也越來越廣泛，在民用工業中也有了一片天地，如能源動力、石油化工、工業燃氣輪機、玻璃建材等。

來源：前瞻産業研究院

當前，高溫合金的下遊應用領域中，最主要的應用領域是航空航天行業及能源電力行業，占比分别為 55%及 20%。

高溫合金行業概況

高溫合金下遊産業鍊集中度高，整個高溫合金行業具有明顯的寡頭特征，國際内能生産航空航天領域所用高溫合金的企業不超過50家，主要集中在歐美國家，美國一直處于國際領先地位，生産高溫合金的主要知名廠家有通用、惠普、因科國際、漢因斯-斯泰特公司等；歐洲國家的公司主要以生産研發為主，英國是世界上最早投入研發的國家之一，其技術在世界處領先地位，較著名的就是國際鎳公司研發生産的Nimocast合金，還有英國的羅爾斯·羅伊斯研發的定向凝固和單晶合金，如SRR99、SRR2000、SRR2060等；日本則是在鎳基單晶高溫合金、鎳基超塑性高溫合金和氧化物晶粒強化高溫合金等領域取得了較大的成就，如IHIcorporation， JFE、新日鐵和神戶制鋼公司等。

我國高溫合金的研發起步較晚，但我們也通過多年的沉澱形成了具有自我特色的合金體系，取得了相當可觀的成就，也成立了衆多的高溫合金材料及高溫合金精密鑄件生産的企業和科研單位，企業間以競合為主，因技術水平和生産規模較國際先進水準存在一定差距，且各個企業之間的業務不交叉，直接競争較少，均是以實現技術創新、提高産量和性能、滿足市場的需求為共同目标求發展。

國内生産高溫合金的基地可分為三類：1.以撫順特鋼、寶鋼特鋼、長城特鋼等特鋼企業為主的大型鋼鐵廠，它們主要是變形高溫合金的生産基地，生産設備齊全，研發生産經驗豐富，已具有多條合金生産線；2.以鋼研總院、北京航材院、中科院金屬所為代表的科研單位，它們主要負責高溫合金生産工藝的研究，掌握着行業内先進工藝和技術；3.以圖南股份、西部超導、應流股份、萬澤股份等為代表的新進入企業，它們把握住了“兩機專項”政策的機遇，在其前後進入了高溫合金行業，起步較晚，技術積累比較薄弱，市場占有率較低，但均在積極響應“兩機專項”政策來進行産能擴張。

中國高溫合金的發展趨勢

高溫合金行業呈現比較的寡頭特征，工藝路線比較複雜，以緻成材率低、認證周期長，技術壁壘過高，加之我們起步較晚，所以在技術、渠道、客戶資源方面超越國際龍頭還存在一定的難度。

随着軍、民航空發動機、火電動力行業及石油勘探的發展，高溫合金的需求在穩步增長，據估計，十四五期間我國高溫合金的全年平均總需求量将達8.35萬噸，根據之前的數據顯示，國内處于需求量大于産能的狀态，因此，專業人士分析認為，我國的高溫合金長期仍将保持供不應求的局面，随着下遊總需求量的不斷增長，進口替代需求的不斷增強，以及認證周期的逐步縮短，頭部高溫合金企業可能将會迎來持續的發展機遇。

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