高温合金第二股!空天基石,航空发动机订单需求逐步放量
高温合金被誉为空天基石两机专项推出助力航空发动机+燃气轮机赶超世界水平
与世界先进水平相比 , 我国发动机、燃气轮机技术还相对落后 。 当前世界仅有英、法、美、俄、中5个国家可独立研制航空发动机 , 但我国航空发动机以引进为主 , 目前民机发动机全部来源于国外进口 。 我国目前自主开发的燃气轮机 , 主要运用于国防工业 , 并且还处于起步阶段 。 2016年11月24日 , 随着航空发动机和燃气轮机重大专项(两机专项)的全面启动实施 , 国家对其的研发投入力度将持续增大 , 两机专项的推出将推动我国航空发动机与燃气轮机技术赶超世界先进水平 , 实现历史性飞跃 。
高温合金通常是指能在600-1,200℃的高温下抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变 , 并能在较高的机械应力作用下长期工作的合金材料 。 因此高温合金被誉为“空天基石”、“材料超星” , 是军民航空发动机及地面燃气轮机热端部件关键结构材料 , 受《瓦森纳协定》制约 , 我国短期内无法实现高端高温合金的直接进口 。 当前 , 高温合金已成为制约我国“两机”(航空发动机和燃气轮机)发展的重要因素之一 。
高温合金按制造工艺划分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金、发散冷却高温合金等 。 其主要运用于飞机、航空发动机、燃气轮机、核反应设备等领域 , 其中航空航天领域占据50%以上的份额 , 电力(燃气轮机和核电)占比20%左右 。
在航天航空领域 , 目前新型的先进航空发动机中 , 高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上 , 主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件 , 此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件 。 预计未来15年我国将新增军用航空发动机数量达1.05万台 , 新增高温合金原材料需求量约2.63万吨 。 另据数据预计2020~2025年我国军用航发高温合金市场规模合计约1171亿元 , 平均每年234亿元 。
随着C919大飞机项目的稳步推进 , 高温合金在国内民航领域的市场也将会进一步打开 , 预计未来将新增1.43万台发动机 , 新增高温合金需求3.7万吨左右 。
高温合金也是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材 , 目前我国火箭发动机性能落后的根本原因在于高温合金材料的差距 。 目前每枚长征七号火箭所用高温合金部件质量约为2.88吨 , 在维持每年航天发射20次的情况下 , 预计未来15年我国火箭发动机用高温合金需求达2,880吨 。
燃气轮机为代表一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一 , 按应用分为发电用燃气轮机领域和舰船用燃气轮机 , 其中舰船用燃气轮机占比较高 , 目前在军用领域有75%以上的海军主力舰艇采用燃机动力 。
燃气轮机工作环境需要承受高硫燃气和海水盐分的腐蚀 , 工作寿命要求达到5-10万小时 , 因此其设备部件材料必须使用具有耐高温、较高蠕变强度的高温合金材料 , 目前国内外主要采用镍基高温合金进行制造 。 2017年2月中航动力的“QC280/QD280燃气轮机生产能力建设项目”已通过竣工验收 。 这标志着我国国产舰船用燃气轮机已经完成国产化批产阶段 , 有望在我国未来大型护卫舰、大型驱逐舰和新型两栖登陆舰等水面舰艇上广泛引用 。 我国目前大约只有10艘主力舰艇使用燃气机 , 预计将新增驱逐舰及护卫舰97艘左右 , 中小型舰艇200艘左右 , 预计对高温合金的需求量约为3.3万吨左右 。
汽车涡轮增压器也是最主要的车用高温合金应用领域 。 汽车涡轮增压器具有降低噪声、减少有害气体排放、提高功率等优点 , 国外的重型柴油机增压器装配率100% , 中小型柴油机也在不断地增大其装配比例 , 英、美、法等国家装配比例已达80%左右 , 相较之下 , 我国装配率仅为50% , 仍有一定提升的空间 。
总体我国高温合金行业厂商较少 , 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还远远不能满足市场需求 。
技术水平国内领先领先 , 航空发动机厂商主要供应商 , 军品占比近54%
公司成立于1991年 , 2000年开始批量生产高温合金 , 2007年成功取得军工行业准入资质 , 2015年7月10日挂牌新三板 , 是国内少数能同时批量化生产变形高温合金、铸造高温合金(母合金、精密铸件)产品的企业之一 , 具有全产业链优势 。 目前拥有的超纯净镍基高温合金熔炼、近净型熔模精密铸造等技术已达到国内先进水平 。
公司主要产品为以镍基的为主的铸造高温合金、变形高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料及其制品 。 而同行业上市公司中除钢研高纳外 , 宜安科技、电工合金、博威合金等多为铝合金、镁合金、铜合金等合金材料 。
不过公司主要原材料为电解镍 , 电解镍在公司材料成本占比达45%左右 , 其属于国家战略性物资 , 国内主要生产厂家为金川集团有限公司(或其授权经销商)等少数几家公司 , 因此上游供应商比较集中 , 近年来公司电解镍采购价格逐年上升 , 2018、2019年分别同比上涨26.7%、9.35% 。
【高温合金第二股!空天基石,航空发动机订单需求逐步放量】公司产品应用于飞机、航空发动机、燃气轮机、核电、能源等军品及高端民用产品制造领域 。 航空、核电等高端行业产品产值比重将超过60% , 目前公司产品已通过了多款航空发动机型号验证 , 成为了国内大型航空发动机制造厂商的主要供应商之一 , 2016-2019年公司军品占比逐年提升 , 分别为42.5%、38.50%、53.68%、53.90% 。 公司军品客户主要分布于飞机、航空发动机制造领域 , 而另一方面民品客户主要分布在燃气轮机、核电装备、石油化工等领域 , 如已入选上海电气电站设备汽轮机厂、上海电气核电集团上海第一机床厂等下游客户合格供应商名录 。 文:海豚读次新
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