核電工業(yè)使用的高溫合金包括：燃料元件包殼材料、結(jié)構(gòu)材料和燃料棒定位格架，高溫氣體爐熱交換器等，均是其他材料難以代替的。例如，燃料元件包殼管的管壁在工作時(shí)需承受600-800℃的高溫，需要較高的蠕變強(qiáng)度，因此大量采用高溫合金材料。

高溫合金材料在玻璃制造、冶金、醫(yī)療器械等領(lǐng)域也有著廣泛的用途。在玻璃工業(yè)中應(yīng)用的高溫合金零件多達(dá)十幾種，如：生產(chǎn)玻璃棉的離心頭和火焰噴吹坩堝，平板玻璃生產(chǎn)用的轉(zhuǎn)向輥拉管機(jī)大軸、端頭和通氣管、玻璃爐窯的料道、閘板、馬弗套、料碗和電極棒等。冶金工業(yè)的軋鋼廠加熱爐的墊塊、線材連軋導(dǎo)板和高溫爐熱電偶保護(hù)套管等。醫(yī)療器械領(lǐng)域的人工關(guān)節(jié)等。

三、高溫合金的市場空間測算

根據(jù)測算，我們認(rèn)為到2020年，國內(nèi)高溫合金需求約為39275噸，對應(yīng)市場空間90.5億元。

（一）航空發(fā)動(dòng)機(jī)需求

假設(shè)1：在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫合金占總重量的40%-60%，在先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中這一比例超過50%甚至更多。我們判斷，隨著航空工業(yè)的繼續(xù)發(fā)展和高溫合金材料科技的進(jìn)步，這一比例還將繼續(xù)提升。我們假設(shè)高溫合金占航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量的60%，占民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)和其他軍機(jī)重量的40%。

假設(shè)2：通過與已有國內(nèi)外相似型號飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格對比，我們假設(shè)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)重量約1.7噸，運(yùn)輸機(jī)、民用大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)重量約4噸，其他飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量約1噸。

假設(shè)3：高溫合金的材料性能、加工難度要高于普通合金和鋼材，其材料成型率遠(yuǎn)低于一般特鋼。我們估計(jì)，1）在鑄造和軋制過程中材料成型率70-80%左右；2）母合金進(jìn)行加工時(shí)，廢品率80%左右，全流程材料利用率15%-20%，我們假設(shè)高溫合金全流程材料利用率為20%。

綜上，我們預(yù)計(jì)每臺戰(zhàn)斗機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)平均使用高溫合金5.1噸，運(yùn)輸機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金12噸，其他航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金2噸；民用大飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金8噸。

根據(jù)測算，未來20年我用航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求為17.75萬噸，民用大中型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求為7.36萬噸。此外，低空開放將有望打開我國通用航空發(fā)展的瓶頸，未來20年通用航空保有量超過20000架，以平均1臺發(fā)動(dòng)機(jī)測算，通用航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求為5萬噸。

綜上，我們預(yù)測未來20年航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求為30.11萬噸，平均每年市場空間1.51萬噸。

（二）燃?xì)廨啓C(jī)需求

*事應(yīng)用占世界船用燃?xì)廨啓C(jī)市場絕大多數(shù)份額。在領(lǐng)域，有75%以上的主力艦艇采用燃機(jī)動(dòng)力；在民用市場，燃機(jī)主要應(yīng)用于高速客船中。

我國目前船用燃機(jī)裝艦率較低。已服役主力艦艇中僅有10艘驅(qū)逐艦裝備有船用燃機(jī)。分別是2艘052型驅(qū)逐艦（裝備LM2500），2艘052B型驅(qū)逐艦、6艘052C型驅(qū)逐艦（裝備UGT-25000及QC280）。其動(dòng)力配置方式均為柴燃交替動(dòng)力（CODOG），每艦配備有2臺燃機(jī)和2臺柴油機(jī)。

隨著中國多型船用燃機(jī)相繼研制成功，中短期內(nèi)燃機(jī)普及有望提速。我們認(rèn)為，燃機(jī)普及將以30MW級船用燃機(jī)為核心，輔以4MW級小功率船用燃機(jī)。其中，30MW級燃機(jī)主要用于大型的驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦等；4MW級燃機(jī)主要用于氣墊登陸艇和快艇。

參考LM2500燃?xì)廨啓C(jī)重量，我們假設(shè)國產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)重20噸，高溫合金占重量30%，成材率20%，單臺國產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)用高溫合金30噸。

未來15年，我們認(rèn)為將形成3大近海防御艦隊(duì)+若干支航母編隊(duì)+若干只兩棲攻擊/登陸編隊(duì)為主體的作戰(zhàn)體系?？紤]到燃機(jī)應(yīng)用情況，常規(guī)/核動(dòng)力航母、兩棲攻擊/船塢登陸艦將其作為主要?jiǎng)恿υ吹目赡苄暂^小，應(yīng)用燃機(jī)的新型艦艇很可能主要配備在航母編隊(duì)和兩棲攻擊/登陸編隊(duì)中，且以驅(qū)逐艦和護(hù)衛(wèi)艦為主，近海防御艦隊(duì)則僅配備新型隱身艇。

按照未來15年將建設(shè)5個(gè)航母編隊(duì)（2常+3核）、3個(gè)兩棲攻擊/登陸編隊(duì)和3個(gè)近海防御艦隊(duì)規(guī)模的假設(shè)，再考慮到燃機(jī)的更新與維護(hù)，我們估算未來15年30MW級燃機(jī)需求600臺，4MW級燃機(jī)需求1476臺。通過測算，未來15年燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金需求達(dá)6.23萬噸，平均每年4152噸。

（三）汽車廢氣增壓渦輪

高溫合金在汽車中主要應(yīng)用于渦輪增壓器的制造，其次包括排氣閥、燒嘴、熱發(fā)生器等零件也會(huì)用到高溫合金。

渦輪增壓系統(tǒng)對燃油效率和性能提升均有明顯效果。渦輪增壓是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的能量來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%—60%。

廢氣增壓器渦輪生產(chǎn)在國外已有60多年的歷史。目前，國外的重型柴油機(jī)增壓器配置率*，中小型柴油機(jī)也在不斷地增大其配置比例，如英、美、法等國家已達(dá)80%左右。

國內(nèi)渦輪增壓器配置率將持續(xù)提升，尤其是汽油機(jī)渦輪增壓器配置率提升空間巨大。面對與日俱增的環(huán)保和能源壓力，內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排是大勢所趨。渦輪增壓是內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排的有效手段，其中汽油機(jī)節(jié)油效果5-10%，柴油機(jī)節(jié)油效果10-20%左右。2012年我國內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器綜合配置率為6.7%；其中車用柴油機(jī)配置率為62%，未來的增長點(diǎn)主要來自于輕卡裝配率提升；而車用汽油機(jī)配置率僅5%左右，未來提升空間巨大。

依據(jù)鋼研高納招股說明書推算出我國目前每萬輛汽車對高溫合金的需求為2.04噸，隨著渦輪增壓器配置率的提升，每萬量汽車的高溫合金使用量將持續(xù)提高。

我們假設(shè)2013年每萬輛汽車高溫合金2噸，今后20年每年復(fù)合增長5%；到2020年汽車產(chǎn)量復(fù)合增速5%，2020年-2030年汽車產(chǎn)量復(fù)合增速3%。依據(jù)測算，2020年汽車用高溫合金需求為8715噸，2030年為1.9萬噸。

（四）核工業(yè)

核電中應(yīng)用高溫合金的主要部分包括燃料元件包殼管、燃料元件定位架、高溫氣體爐熱交換器等。每座60萬千瓦的核電站需用蒸發(fā)器“U”形傳熱管100噸。此外，還有大量的反應(yīng)堆內(nèi)構(gòu)件用不銹鋼精密管和控制棒、核燃料包套管等。這樣僅一座60萬千瓦的核電站堆芯約需要各類核級用管600多噸。

國產(chǎn)核電裝備的應(yīng)用，也將帶動(dòng)核電裝備零部件供應(yīng)市場。依據(jù)媒體報(bào)道的中廣核集團(tuán)董事長賀禹的講話，我國目前在運(yùn)和在建核電規(guī)模總計(jì)4875萬千瓦，在建核電機(jī)組數(shù)量位居。

根據(jù)我國修改后的核電發(fā)展目標(biāo)，2015年核電機(jī)組裝機(jī)規(guī)模達(dá)到40GW建成，2020年核電裝機(jī)目標(biāo)為58GW運(yùn)營+30GW在建，那么未來7年國內(nèi)必須新開工40GW，對應(yīng)35-40座100萬千瓦機(jī)組。

我們假設(shè)1座100萬千瓦機(jī)組需要各類高溫合金1000噸，則未來7年核電工業(yè)對高溫合金總需求約35000噸-40000噸，平均每年5000噸-5700噸。

（五）航天、核工業(yè)及其他行業(yè)

考慮到航天發(fā)動(dòng)機(jī)每年發(fā)射次數(shù)較少且需求穩(wěn)定，我們估計(jì)每年航天發(fā)動(dòng)機(jī)對高溫合金需求量在400-600噸左右。

此外，假設(shè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天、燃?xì)廨啓C(jī)、汽車、核工業(yè)占高溫合金總需求的85%，則其他行業(yè)每年對高溫合金需求約為5900噸。

四、國內(nèi)外高溫合金市場情況

（一）國外高溫合金行業(yè)發(fā)展

目前，*每年消費(fèi)高溫合金材料近28萬噸，市場規(guī)模達(dá)100億美元。能夠生產(chǎn)航空航天用高溫合金的企業(yè)不超過50家，主要集中在美國、俄羅斯、英國、法國、德國、日本和中國。發(fā)達(dá)國家一般將涉及航空航天應(yīng)用領(lǐng)域的高溫合金產(chǎn)品作為戰(zhàn)略物資，很少出口。

美國在高溫合金研發(fā)以及應(yīng)用方面一直處于地位，年產(chǎn)量約為5萬噸，其中近50%用于民用工業(yè)。美國有很多獨(dú)立的高溫合金公司，能夠生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)所用高溫合金的公司有通用電氣公司，普特拉—惠特尼公司，還有其他的生產(chǎn)特鋼和高溫合金的公司如漢因斯-斯泰特公司，佳能—穆斯克貢公司，因科國際公司等。這些公司都先后發(fā)展了公司自己的高溫合金牌號。

歐盟國家中英、德、法是世界上主要的高溫合金生產(chǎn)和研發(fā)代表。英國是早研究和開發(fā)高溫合金的國家之一。英國的鑄造合金技術(shù)，代表性的是國際鎳公司的Nimocast合金，后來該國的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商羅爾斯羅伊斯控股公司又研制了定向凝固和單晶合金SRR99、SRR2000和SRR2060等，其研制的高溫合金主要用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造方面。

日本在鎳基單晶高溫合金、鎳基超塑性高溫合金和氧化物晶粒彌散強(qiáng)化高溫合金方面取得較大的成功。近年來，致力于開發(fā)新型的耐高溫合金，并成功開發(fā)出在1200℃高溫下依然能保持足夠強(qiáng)度的新合金。日本主要的高溫合金生產(chǎn)企業(yè)是IHIcorporation，JFE、新日鐵和神戶制鋼公司。

（二）國內(nèi)高溫合金行業(yè)格局

經(jīng)過50多年發(fā)展，我國已經(jīng)形成了比較先進(jìn)，具有一定規(guī)模的生產(chǎn)基地。我們把國內(nèi)從事高溫合金的廠家分為四類：

1、特鋼生產(chǎn)廠：東北特殊鋼鐵接團(tuán)撫順特殊鋼公司（簡稱撫順特鋼），寶鋼股份公司特殊鋼事業(yè)部（簡稱寶鋼特鋼）和攀鋼集團(tuán)長城特殊鋼公司（簡稱攀長鋼）；

2、研究單位：鋼鐵研究總院，北京航空材料研究院，中國科學(xué)院金屬研究所，東北大學(xué)，北京科技大學(xué)等。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)公司精密鑄件廠：中航工業(yè)旗下各航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司的精密鑄造廠：黎明、西航、黎陽、南方、貴航等。

4、鍛件熱加工廠：西南鋁業(yè)公司，第二重型機(jī)械集團(tuán)萬航模鍛廠，中航重機(jī)股份有限公司宏遠(yuǎn)航空鍛鑄公司和安大航空鍛造公司。

目前，國內(nèi)規(guī)模較大的高溫合金生產(chǎn)企業(yè)有撫順特鋼和鋼研高納。此外，寶鋼特鋼、攀長鋼、中科院金屬所、北京航材院也具備一定的產(chǎn)能。

在航空航天產(chǎn)業(yè)中，用量最大的變型高溫合金，主要由撫順特鋼、寶鋼特鋼、攀長鋼等公司完成。特鋼企業(yè)生產(chǎn)的變型高溫合金，適用于大批量、通用性、結(jié)構(gòu)較為簡單的產(chǎn)品。鋼研高納在上市后也擴(kuò)大了變形高溫合金產(chǎn)能，募投項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后也具備了相當(dāng)?shù)淖冃透邷睾辖甬a(chǎn)能。

目前具備鑄造高溫合金精鑄件的廠家分為兩類，一類是鋼研高納、中科院金屬所和北京航材院三家公司；另一類是黎明、西航、南方、成發(fā)等專業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)廠自行生產(chǎn)精鑄件。三家單位主要承接航天航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠對外委托的精鑄件業(yè)務(wù)。目前三家單位在鑄造高溫合金的材料制備、生產(chǎn)技術(shù)上均有各自特點(diǎn)，其中鋼研高納產(chǎn)能大于其余兩家。