什么是高溫合金？應用領域有哪些？龍頭企業一覽

1 什么是高溫合金

高溫合金被譽為”先進航空發動機的基石”，由于其耐高溫、抗氧化等使得其被廣泛應用在航空、石油、航天、艦船、化工等領域。

高溫合金有廣義和狹義上的解釋，其中廣義上的高溫合金指的是一類能夠在高溫下抗氧化或腐蝕，且在一定應力作用下可以長期工作的合金，業包含了高溫金屬材料，如鑄造高溫合金、金屬間化合物等。而狹義上的高溫合金指的是一類以鐵、鎳、鈷為基礎，可以在600℃以上的高溫下抗氧化、腐蝕，且在一定應力作用下長期工作的合金，高溫強度、抗氧化、抗熱腐蝕性能、疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能良好，所以也被稱作”超合金”。

2 高溫合金的分類

(1)根據基體元素分類

①鐵基高溫合金：鐵基高溫合金又可稱作耐熱合金鋼，適用于750~780℃的工作條件，基體是 Fe 元素，加入少量的Ni、Cr 等合金元素，耐熱合金鋼按其正火要求可分為馬氏體、奧氏體、珠光體、鐵素體耐熱鋼等。

②鎳基高溫合金：含鎳量在一半以上，適用于1000℃以上的工作條件，采用固溶、時效的加工過程，可以使抗蠕變性能和抗壓抗屈服強度大幅提升。

③鈷基高溫合金：以鈷為基體，鈷含量大約占60%，同時需要加入Cr、Ni 等元素來提升高溫合金的耐熱性能。

(2)根據強化類型分類

①固溶強化型高溫合金：即添加一些合金元素到鐵、鎳或鈷基高溫合金中，形成單相奧氏體組織，溶質原子使固溶體基體點陣發生畸變，使固溶體中滑移阻力增加而強化。

②時效沉淀強化合金：即合金工件經固溶處理，冷塑性變形后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能的一種熱處理工藝。

(3)根據材料成型方式分類

①鑄造高溫合金：采用鑄造方法直接制備零部件的合金材料叫鑄造高溫合金，按結晶方式主要劃分為多晶鑄造高溫合金、定向凝固鑄造高溫合金和單晶鑄造高溫合金等3種類型。

②變形高溫合金：主要分為熱穩定變形高溫合金和熱強變形高溫合金。

③新型高溫合金：新型高溫合金包括粉末高溫合金、鈦鋁系金屬間化合物、ODS高溫合金、耐蝕高溫合金、粉末冶金及納米材料等多種細分產品領域。

3 高溫合金的應用領域

(1)燃氣輪機 ：高溫合金在燃氣輪機中主要應用于燃燒室、過渡導管、導向葉片、渦輪工作葉片以及渦輪盤等五大部件上。 和國外相比，我國天然氣發電占全國總裝機比重較低。 隨著艦船用燃氣輪機國產化批產階段完成，艦船高溫合金需求大幅增長。

(2)核電 ：高溫合金是核島關鍵熱交換器件核電蒸發器的重要基礎 原料。高溫合金在核電領域多有應用，根據鋼研高納公告 信息，核電站堆芯對蒸發器 U 形傳熱管、核燃料包套管和 不銹鋼精密管等各類核級用管的需求約為 10 噸/萬千瓦。 國家政策與環保優勢促進核電領域發展，帶動高溫合金需求持續增長。

(3)汽車 ：汽車廢氣增壓器渦輪是高溫合金材料的重要應用領域，燃油消耗法規助力該領域高溫合金需求快速增長。汽車渦輪增壓器具有降低噪聲、減少有害氣體排放、提高功率等優點目前國外的重型柴油機渦輪增壓器裝配率 100%，英、美、法等國家中小型柴油機裝配比例已達 80%左右，相較之下我國的裝配率仍有一定提升的空間。

(4)航天 ：高溫合金是火箭發動機核心部件燃燒室和渦輪泵的關鍵用材。我國航天產業的快速發展對高溫合金提出持續的需求。

4 高溫合金行業龍頭企業

高溫合金行業代表企業有撫順特鋼、鋼研高納、中科院金屬所、西部超導、圖南股份、萬澤股份等

來源：

《鋼研高納-打造中國PCC中國高溫合金平臺型龍頭乘風起航-211129（40頁）.pdf》

《西部超導-航空鈦材方興未艾高溫合金前景廣闊-210707（25頁）.pdf》

《2021年鋼研高納公司競爭優勢與高溫合金下游應用分析報告（48頁）.pdf》