“十四五”高端钛合金材料、超导材料、高性能高温合金材料行业投资战略规划分析及市场需求规模增长率研究预测
1.高端钛合金行业现状基本概述:
(1)行业发展阶段:我国军用钛合金市场需求迅速增长,特别是军工用钛合金对“高均匀性、高纯净性、高稳定性”的要求不断提高,以西部超导为代表的少数优势单位依托承担国家项目、自主研发,使我国近年来高端钛合金相关技术水平显著提升。尤其是航空及发动机用钛合金材料的国产化水平不断提高,基本满足了国内高端市场对钛材性能水平的需求。
(2)行业基本特点:钛合金行业与传统有色金属相比,具有技术要求高、附加值高等特点,主要应用于航空、航天、舰船、兵器等军工领域,应用单位的技术水平不断提升,对钛合金材料的“高均匀性、高纯净性、高稳定性”提出更高的要求。
(3)技术门槛:受航空航天等军工领域对装备服役安全性寿命的高要求,其所用高端钛合金对质量要求十分苛刻。相比于普通民用领域用钛合金,其工艺技术以及过程控制技术的要求十分高,技术门槛主要包括钛合金原材料的技术标准内控体系,工艺与工艺装备的匹配性,高纯净钛合金熔炼控制技术,高熔点元素均匀化熔炼控制技术,高密度元素均匀化熔炼控制技术,超大规格铸锭成分均匀化熔炼技术,均匀性控制熔炼技术,高灵敏度探伤水平棒材的锻造技术,超大规格棒材的锻造技术,航空紧固件叶片用小规格棒丝材的组织均匀化、细化制备控制技术及钛合金产品的质量批次稳定性控制技术等。以上技术不仅研发周期长,且需要长期的生产数据统计分析持续改进,技术体系复杂。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国高端钛合金材料市场运营格局及投资潜力研究预测报告》
2.超导产品行业现状基本概述:
(1)行业发展阶段:超导材料具有常规材料所不具备的零电阻、完全抗磁性和宏观量子效应,是国际公认可引发产业变革的重大颠覆性技术方向,在能源、信息、医疗、环保、交通等领域都有广泛的应用。在《中国制造2025》中被列为重点发展的前沿新材料之一。我国在超导材料和超导磁体技术的研究方面,经过近50多年的发展,已经成为国际超导材料和应用技术研发的重要力量。总体看来,目前我国在高性能低温与高温超导材料、超导强磁场应用技术等方面已经达到国际先进水平。
(2)行业基本特点:超导材料需要工作在低温环境下,其应用成本较高,主要应用于高能加速器、磁约束核聚变、人体核磁共振成像仪(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)、磁控直拉单晶硅(MCZ)磁体、超导量子计算机等特殊领域。
(3)技术门槛:低温超导材料制备技术涉及高均匀合金熔炼、超细芯复合线材塑性加工和磁通钉扎调控技术;高温超导材料制备技术涉及导体结构设计、金属/陶瓷复合粉末装管加工和成相热处理技术;超导磁体制备技术涉及磁体结构设计、大尺寸精密超导磁体绕制和固化制备技术以及超导磁体制冷机直接冷却技术。上述技术均为超导专有技术,技术体系复杂、研发周期长。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国超导材料市场竞争力分析及投资战略预测研发报告》
3.高性能高温合金行业现状基本概述:
(1)行业发展阶段:航空航天发动机、燃气轮机的热端部件需承受600℃~1200℃的高温以及复杂应力的交互作用,材料要求非常苛刻,高温合金是这些装备的关键材料。镍基高温合金有高的耐热强度、良好的塑性、优秀的抗高温氧化和燃气腐蚀能力,以及长期组织稳定性等特性,被广泛用于制造各种高温部件。比如,镍基高温合金广泛应用于航空航天发动机的燃烧室、燃烧室隔板、涡轮盘、导向叶片、涡轮叶片以及轴、进气导管、喷管等的制造。在现代先进航空发动机中,高温合金材料的用量占发动机总重量的40%~60%。另外,在民用工业的能源动力、交通运输、石油化工、冶金矿山等领域,镍基高温合金也获得一定应用,被用在柴油机和内燃机的增压涡轮、工业燃气轮机、内燃机阀座、转向辊等。
(2)行业基本特点:高温合金是我国突出的短板关键材料,国内航空航天领域用高端高温合金严重依赖进口,并且主要进口于美国等。我国虽具备高品质高温合金的生产能力,但在产品质量稳定性和成品率方面,与美国、俄罗斯等国仍存在着较大差距。
(3)技术门槛:我国高温合金冶金熔炼存在均匀性和纯净性控制难度大、质量批次稳定性不高等问题,具体如下:1)冶金质量不过关:高温合金产品冶金缺陷较多,主要表现为黑斑、脏白斑、碳化物偏聚等,杂质元素(如硫元素)含量较高且波动大,材料的强度和使用寿命较低;2)组织均匀性差:不同部位的晶粒度差异大,混晶、黑晶、亮条等异常组织时有发现;3)成本高:国内生产的高温合金返回料利用率偏低,且工艺稳定性较差导致废品多,生产成本普遍偏高。近年来,在国内市场需求和技术发展的牵引下,西部超导等不少企业开始了高温合金研发和生产,通过自主开发新技术新工艺以及引进国际先进装备,我国高温合金长期存在的质量问题正在已经有明显改善、产品成本也有一定降低。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国高性能高温合金材料市场调研及发展趋势预测报告》
4、高端钛合金材料、超导材料和高性能高温合金材料行业产业前景:受航空结构件整体化技术的影响,钛棒材的规格范围不断增大,对提高锻件质量稳定性控制水平、降低产品成本和缩短生产周期等有一定优势。由于国家环保要求趋严和国家重大型号项目需求上升,钛材市场需求量增加,使得原材料海绵钛需求大增,尤其是高端海绵钛需求大幅增加,多家海绵钛厂家已开展了扩能建设,近期海绵钛尤其是高品质海绵钛供应紧张,随着相关扩能建设实施将有望解决该局面。
在超导材料和超导磁体技术的研究方面,我国近年来取得了一系列突破和重要成果。目前,我国在高性能低温超导材料、超导强磁场应用技术等方面达到国际先进水平,产业化能力显著提升,具备了与国际竞争的能力。高温超导材料工程化研发不断深入,具备了产业化能力。目前加速器驱动次临界系统(ADS)嬗变研究装置、中国强流重离子加速器(HIAF)、硬X射线自由电子激光装置、超高场磁共振成像仪等重点项目已经陆续启动。超导电子级单晶硅炉、超导限流器、超导电缆、超导储能和超导磁悬浮列车也正在加速发展,超导材料和超导磁体的需求不断上升。
国际市场对我国超导线材、超导磁体的技术水平、质量和价格水平也越来越认可。高温合金尤其是高性能高温合金市场仍主要依赖进口,但随着国产化越来越迫切,近年来新入门该领域的公司发展势头迅猛,开始承担航空发动机、燃气轮机等高端装备用高温合金的研制和生产任务;可以预见,新入门公司依靠人才聚集、设备先进等优势,将会成为我国高品质高温合金市场的重要研发和生产力量。