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精密合金行業(yè)現(xiàn)狀
硬質(zhì)合金行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈硬質(zhì)合金行業(yè)上下游整合的趨勢增強。硬質(zhì)合金及工具行業(yè)屬于硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)鏈中的中下游,其上游為鎢、鈷等金屬化合物和粉末的開采及冶煉行業(yè),下游為機械加工、石油和地礦挖掘、汽車制造和航空航天等應用領域。由于硬質(zhì)合金細分產(chǎn)品數(shù)量眾多,下游應用領域廣泛,長期以來各細分市場間存在一定的壁壘。未來,硬質(zhì)合金的開發(fā)生產(chǎn)和工具研發(fā)制造將進一步整合,形成產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展的競爭格局,增強市場競爭能力。高性能合金行業(yè)(一)高性能合金行業(yè)概況高性能合金是在某些維度(如物理強度、抗腐蝕性、抗氧化性、磁性等)具有特定性能指標的金屬合金材料,包括超高強合金、耐蝕合金、精密合金等。超高強合金是指屈服強度和抗拉強度較高的合金,具有高強度、高韌性,一般用于飛機結構件、起落架、火箭殼體等關鍵承力部件上;耐蝕合金是在常溫或高溫的腐蝕介質(zhì)中具有耐腐蝕、耐高溫、耐磨損性能的金屬材料,可分為鐵基合金、鎳基合金、鎳鐵基合金等,是能源、石油化工等產(chǎn)業(yè)中不可或缺的關鍵零部件,成為反映一國工業(yè)先進水平的重要指標之一;精密合金通常是指具有特殊物理性能的功能金屬材料,如磁學、電學、熱學等性能,主要包括磁性合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、形狀記憶合金等。(二)高性能合金下游應用情況高性能合金在多個維度展現(xiàn)出優(yōu)異特性,具備較高的應用價值,其中以超高強合金、精密合金、超高純不銹鋼為代表的高強度、良好物理特性的合金材料廣泛應用于航空器機身結構件和發(fā)動機件,以耐蝕合金為代表的高溫耐腐蝕合金材料廣泛應用于航空航天、核工程、石油化工和海洋工程領域。1、高性能合金在航空航天領域的應用超高強合金在航空器結構件等特種領域的應用空間巨大。為滿足飛機長壽命、容易維護、輕量化等需求,基體零件結構向整體化、復雜化、薄壁化等方向發(fā)展,新型飛機趨向整體結構設計方案,采用新型材料提高飛機的結構強度。隨著材料技術、鍛造技術、加工技術的不斷發(fā)展,使用超高強合金制造大型飛機起落架主承力構件成為必然選擇。目前,國外應用比較廣泛的起落架用材為超高強度合金鋼,如法國35NCD16、俄羅斯30ХГСН2А,美國300M等,此類高強度材料可以減輕起落架質(zhì)量,而減重一直是起落架設計所追求的重要指標,同時,超高強度合金材料本身的優(yōu)良綜合性能,可以保證起落架工作的可靠性。除超高強合金外,超高純不銹鋼、精密合金也在航空發(fā)動機、導彈,以及陀螺儀、緊固件、航電系統(tǒng)、管路等機載部件上投入應用。2、高性能合金在石油化工及核工程領域的應用我國石油化工行業(yè)規(guī)模龐大,設備需求旺盛,具備對高性能合金的需求基礎。加之近年來陸上油氣田已逐步進入開采的中后期,后期發(fā)現(xiàn)油田的開采環(huán)境愈發(fā)惡劣,主要表現(xiàn)在油井深度的增加、油氣埋藏壓力和溫度的增加以及開采環(huán)境中的腐蝕性的增強,因而對耐蝕合金產(chǎn)生了更大的需求量。而全球海洋油氣資源、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源開采潛力巨大,勘探前景良好,但也同樣面臨開采環(huán)境逐漸嚴苛的問題,大陸架淺水區(qū)域的油氣資源勘探開發(fā)起步較早,未來需要將儲量開采延伸至海上深水區(qū),深水區(qū)的腐蝕性更強,會對合金性能提出更高的要求;此外,相比常規(guī)油氣開采而言,頁巖氣開采過程中,對耐腐蝕、耐高溫、耐磨損材料的性能要求更高,需求量更大。高性能合金在石油化工領域的增長前景良好。核電作為清潔、高效的能源,一直是世界各國的發(fā)展方向。截至2020年年底,全球核反應堆共有448座,總?cè)萘繛?97.78GW。2022年3月,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《十四五現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》,明確提出全面掌握三代核電技術,積極安全有序發(fā)展核電。到2025年,核電運行裝機容量達到7,000萬千瓦左右,將成為未來的主要能源之一,這將有望推動上游耐蝕合金等高性能合金的需求發(fā)展。3、高性能合金在海洋工程領域的應用以海洋油氣資源為代表的海洋礦產(chǎn)資源是當前世界海洋資源開發(fā)的重點和熱點,加快海洋資源開發(fā)和利用已成為世界各國發(fā)展的重要戰(zhàn)略取向。金屬在海水腐蝕中易產(chǎn)生應力腐蝕斷裂、氫脆、腐蝕疲勞、晶間腐蝕等現(xiàn)象,高性能合金所具備的高強度、高韌性、高耐蝕等特性有效保障了海洋工程的實施。隨著國內(nèi)對海洋平臺、海洋油氣開發(fā)裝備核心技術和關鍵共性技術的研究的持續(xù)投入,深海鋪管系統(tǒng)、深海立管系統(tǒng)、水下作業(yè)裝備等建造能力的增強,配套設備的國產(chǎn)化率將不斷提高海洋工程專用設備制造業(yè)的快速發(fā)展及進口替代趨勢,將有力推動國內(nèi)耐蝕合金業(yè)的發(fā)展。此外,我國屬于全球人均淡水資源最貧乏的國家之一,人均淡水資源量僅為世界平均水平的1/4。未來,我國海水淡化工程將出現(xiàn)較大的發(fā)展契機,這也將促進耐蝕合金等高性能合金材料的需求增長。特種不銹鋼行業(yè)(一)特種不銹鋼行業(yè)概況特種不銹鋼通常是指具有高性能、能夠應對特殊要求的一類不銹鋼,相對于傳統(tǒng)不銹鋼在苛刻環(huán)境中具備更優(yōu)異的性能;與普通不銹鋼相比,特種不銹鋼生產(chǎn)工藝更復雜,技術水平要求更高、生產(chǎn)規(guī)模更為集約,下游應用主要集中于電力、石油化工、核工程、航空、船舶等行業(yè)的高端、特種裝備制造領域,對國家制造業(yè)具有重要意義。包括特種不銹鋼在內(nèi)的高品質(zhì)特殊鋼是工業(yè)化的基礎材料,同時也決定一個國家的高端制造發(fā)展高度。相對普通鋼材而言,高品質(zhì)特殊鋼的應用量較小,但其作為高端制造的重要基礎,為社會科技發(fā)展作出了重要貢獻。不同材料之間的交叉與融合是新材料科學的發(fā)展趨勢,由于高品質(zhì)特殊鋼作為鋼鐵行業(yè)的高科技子行業(yè)而不斷與其他金屬或非金屬材料融合,其傳統(tǒng)鋼鐵屬性在逐漸減弱,而高科技的新材料屬性在日益增強。社會發(fā)展需要高性能、低成本、高精度、易加工、綠色化等高品質(zhì)特征的高品質(zhì)特殊鋼產(chǎn)品。高品質(zhì)特殊鋼的生產(chǎn)和應用水平是衡量一個國家鋼鐵工業(yè)水平的重要標志,更是衡量其工業(yè)化水平的重要標志。高端制造業(yè)的發(fā)展將支撐未來高端特種不銹鋼需求增長。隨著我國經(jīng)濟結構的不斷優(yōu)化,未來制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級將成為工作重點,《中國制造2025》等產(chǎn)業(yè)規(guī)劃也彰顯我國向產(chǎn)業(yè)鏈上游進軍的決心,以汽車、能源、工程機械、國防、核工業(yè)為代表的高端制造業(yè)迎來了快速、可持續(xù)發(fā)展,高端特種不銹鋼的需求也將迎來增長機遇。此外,特種不銹鋼除了優(yōu)異的材料性能外,另一大的優(yōu)點是具有回收率較高,符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的國家戰(zhàn)略。隨著國內(nèi)經(jīng)濟結構優(yōu)化走向深入,以能源、工程機械、國防、核工業(yè)為代表的高端制造業(yè)迎來了快速、可持續(xù)發(fā)展,高端特種不銹鋼及特殊合金材料的需求也同時迎來增長機遇。(二)特種不銹鋼下游應用情況特種不銹鋼在合金成分上含高鎳、高鉻、高鉬,因而與普通不銹鋼相比,有更加優(yōu)秀的耐高溫或者耐腐蝕性能。特種不銹鋼主要應用于石油化工、海洋工程及船舶以及能源等高端裝備制造領域。1、特種不銹鋼在石油化工領域的應用作為全球第二大石油進口國和消費國,石油化工已是我國關系國計民生的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),也是基礎設施建設的重點投資領域。石油化工設施設備對安全可靠性要求較高,且大多運行在高溫、高壓和高腐蝕等惡劣工況下,對工作在這類環(huán)境下的不銹鋼相關性能有著較為嚴苛的要求。因此,具備耐高壓、耐高腐蝕等特性的特種不銹鋼是石油化工設施設備中重要的基礎部件,在爐管、物料輸送、熱交換器等設施設備中得到了廣泛的應用。石油化工用特種不銹鋼產(chǎn)業(yè)同樣受益于我國石油化工行業(yè)的高速發(fā)展。十三五期間,高性能且綠色安全的高端化工產(chǎn)品成為重點增長領域,交通運輸化學品、生命科學用化學品、節(jié)能環(huán)?;瘜W品、電子化學品、新能源用化學品等將迎來發(fā)展契機,特別是化工新能源產(chǎn)業(yè)將取得跨越式發(fā)展,產(chǎn)量規(guī)模從2013年的千萬噸級提升至2020年的億噸級。根據(jù)十四五規(guī)劃及工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《關于十四五推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》,2025年我國石化化工行業(yè)將基本形成自主創(chuàng)新能力強、結構布局合理、綠色安全低碳的高質(zhì)量發(fā)展格局,高端產(chǎn)品保障能力大幅提高,核心競爭能力明顯增強,高水平自立自強邁出堅實步伐。由此帶來的石油化工裝備更新和投資需要也進一步打開高端特種不銹鋼的應用場景和市場空間。2、特種不銹鋼在海洋工程及船舶領域的應用海洋環(huán)境復雜,海洋工程設計中除考慮承受各種自然因素引起的各種力的作用外,還需考慮海水腐蝕、微生物腐蝕等因素,因此包括近海岸建筑、圍海、海港等的海岸工程和包括海上平臺、人工島、石油和天然氣勘探開采平臺等的近海工程這些領域中,大量采用特種不銹鋼用于制造各種結構件和裝備。特種不銹鋼具有的高強度和優(yōu)異的耐應力腐蝕性能等特點,決定了其尤其適合用于海洋工程領域。特別是隨著近年來深海工程的蓬勃發(fā)展,對于深水、超深水環(huán)境,特種不銹鋼成為了極具吸引力的材料之一。傳統(tǒng)船舶建設過程中,特種不銹鋼材料主要用于制造耐鹽、耐酸的管路,包括泵、閥等關鍵組件;隨著液化天然氣、液化石油氣運輸船及不銹鋼液貨艙化學品船的制造量不斷提升,特種不銹鋼在船舶領域的用量也有著顯著的增加。3、特種不銹鋼在能源領域的應用特種不銹鋼在民用核電領域中主要用于核島、常規(guī)島、輔助設備等領域,如蒸汽發(fā)生器中的傳熱管、冷卻水管道等輸配水管道等。根據(jù)測算,核電蒸發(fā)器成本占核電設備投資中核島部分的8%,而特種不銹鋼主要應用于核電蒸發(fā)器中,1座100萬千瓦機組的核電站需要核電蒸發(fā)器管約140-150噸。此外,核電領域中特種不銹鋼也可用于鍋爐、壓力容器等。隨著我國核電站建設提速以及核電設備的出口,核電站用特種不銹鋼的需求將快速增長。目前,擁有核電級別特種不銹鋼生產(chǎn)能力和生產(chǎn)許可的國內(nèi)企業(yè)較少,核電站用特種不銹鋼(特別是應用較多的核電蒸發(fā)器用特種不銹鋼)絕大部分仍需依賴進口。因此,在市場背景下,率先具備生產(chǎn)能力的企業(yè),將獲得占領這一高端市場并逐步替代進口產(chǎn)品的先機,從而分享高端市場快速增長的豐厚收益。除核電外,特種不銹鋼在火力發(fā)電領域可用于汽輪機、鍋爐、壓力容器等發(fā)電設備,并用于超臨界、超超臨界等先進火力發(fā)電機組。近年來,我國鼓勵煤電行業(yè)不斷提高發(fā)電效率,鼓勵發(fā)展超臨界、超超臨界等高參數(shù)機組。從經(jīng)濟效益方面考量,在保證供熱,并符合排放標準、維持較高熱效率的前提下,高參數(shù)機組將成為火力發(fā)電行業(yè)未來發(fā)展的大趨勢。隨著火力發(fā)電等能源領域的不斷發(fā)展,特種不銹鋼的應用空間也將不斷提升。中國高溫合金市場發(fā)展現(xiàn)狀在市場產(chǎn)量方面,2020年我國高溫合金市場產(chǎn)量約為3.2萬噸,與2019年同期相比增加了0.6萬噸,同比增長23.1%,2021年全國高溫合金市場產(chǎn)量繼續(xù)增長,達到4萬噸左右,同比上年末增加了0.8萬噸,同比增長25%。隨著高溫合金行業(yè)下游各應用領域的快速發(fā)展,整體市場的需求量也在不斷上升,據(jù)北京研精畢智整理的市場數(shù)據(jù)顯示,2020年我國高溫合金市場需求量約為5.5萬噸,較2019年的4.9萬噸相比增加了0.6萬噸,同比增長12.3%,2021年市場需求量增長至6.4萬噸左右,與上年同期相比增加了0.9萬噸,同比增長16.4%。近些年我國航空航天領域取得了高速發(fā)展,在一定程度上推動了高溫合金領域的發(fā)展,在國內(nèi)市場規(guī)模方面,根據(jù)北京研精畢智調(diào)研統(tǒng)計,2020年我國高溫合金市場規(guī)模約為190億元,同比增長11.6%,2021年市場規(guī)模達220億元左右,同比增長15.8%,預測到2025年我國高溫合金市場規(guī)模將上升至300億元以上,市場增長潛力巨大。高溫合金作為重要的高性能材料之一,其生產(chǎn)工藝相對復雜,近幾年我國高溫合金行業(yè)專利技術申請數(shù)量呈現(xiàn)逐年增長的趨勢,2016-2020年,由580項增長至1060項左右,年平均增長率約為20.7%,到2021年行業(yè)專利技術申請數(shù)量上升至1430項左右,同比增長34.9%。從我國高溫合金市場結構來看,變形高溫合金的市場占比最高,2021年占整體市場的比重約為75%,其次是鑄造高溫合金和粉末高溫合金細分市場分別占比19%和6%。特種合金材料行業(yè)行業(yè)現(xiàn)狀雖然高溫金屬合金材料在我國已發(fā)展近60年,但行業(yè)發(fā)展仍處于成長期。在2015-2021年中國高溫合金產(chǎn)量及需求量呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢,但在此過程中,由于我國生產(chǎn)能力不足,加之我國航空航天、石化等領域?qū)Ω邷睾辖鹦枨罅康脑黾樱瑢е律a(chǎn)和需求之間存在較大缺口,在2021年中國高溫合金產(chǎn)量為3.8萬噸,需求量為6.2萬噸。隨著高溫合金在下游領域的不斷發(fā)展,國內(nèi)市場規(guī)模逐步發(fā)展,2020年受到疫情的沖擊,增長速度下滑,為10%,但在2021年又呈現(xiàn)上升趨勢,為17.1%,市場規(guī)模達到了219億元。先進金屬材料行業(yè)概況及發(fā)展趨勢材料科學最早提出于20世紀60年代,是指研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應用金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料的工程領域。材料作為支撐人類經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎性和關鍵性要素之一,其發(fā)達程度直接影響了現(xiàn)代工業(yè)的先進水平。隨著生產(chǎn)工藝及科學技術的不斷發(fā)展,在原有材料科學的范疇下逐漸衍生出了新材料這一分支,一般指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料,或是傳統(tǒng)材料改進后性能明顯提高和產(chǎn)生新功能的材料。先進金屬材料是新材料的重要組成部分,具備良好耐高溫、耐蝕性能或某種特定的環(huán)境適應性,可用于航空航天、燃氣輪機、核工程、石油化工等國民經(jīng)濟關鍵領域,也是國防現(xiàn)代化的重要支撐。先進金屬材料包括高溫合金、高性能合金、高品質(zhì)特殊鋼、高純稀有金屬材料及高端稀土功能材料等。耐蝕軟磁合金行業(yè)競爭格局耐蝕軟磁合金材料從電磁控制部件功能方面可分為靜鐵芯材料和動鐵芯材料。其中靜鐵芯材料因其質(zhì)量要求高,需具備高耐蝕性、穩(wěn)定的磁性能、高導熱、高氣密性和出色的焊接性能等品質(zhì)。同時,由于其鋼種牌號眾多,小批量、多規(guī)格、定制化的特征,國內(nèi)大型鋼廠生產(chǎn)該類材料投入產(chǎn)出不經(jīng)濟。因此,長期以來,高端耐蝕軟磁合金如制冷行業(yè)電磁閥用靜鐵芯材料等依賴國外進口。隨著全球經(jīng)濟格局的變化及市場經(jīng)濟推進和深化,為了打破國外的局面,自2000年以來,耐蝕軟磁合金下游行業(yè)廠商逐步加強對國內(nèi)供應商的培育與支持,出現(xiàn)了一批高端耐蝕軟磁合金生產(chǎn)者,制冷行業(yè)電磁閥用靜鐵芯材料逐步實現(xiàn)了進口替代。經(jīng)過二十多年的發(fā)展,國內(nèi)耐蝕軟磁合金行業(yè)已經(jīng)形成了一批專業(yè)技術能力較強的生產(chǎn)企業(yè),但規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量仍然有限。動鐵芯材料方面國內(nèi)生產(chǎn)廠商相對較多,主要是價格與交貨期方面的競爭。特種合金材料行業(yè)發(fā)展空間廣闊隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,為中國的航空產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間,而中國強大的工業(yè)力量,
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