前言:
高温合金是支撑高端制造业的关键基础材料,性能优异,以航空航天为核心应用场景,同时广泛渗透于燃气轮机、核电等领域。“十四五”与“十五五”规划相继出台政策支持,为行业发展提供有力保障。展望“十五五”,行业将迎来多维增长机遇,市场规模有望持续快速扩张。此外,我国高温合金已实现从仿制到自主创新的跨越,国产化率显著提升,但高端领域与国际先进水平仍存在差距。
1.高温合金性能优异,航空航天领衔下游应用
根据观研报告网发布的《中国高温合金行业现状深度研究与投资前景分析报告(2026-2033年)》显示,高温合金又被称为“超合金”,是指以铁、镍、钴等基础元素为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。根据基体元素的不同,高温合金可分为镍基、铁基和钴基高温合金;根据成型方式的不同,高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金和新型高温合金。其主要特点及应用情况如下表所示:
高温合金分类情况
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分类方式 |
类型 |
主要特点及应用情况 |
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按基体元素分类 |
镍基高温合金 |
在650-1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力,是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金,广泛用于制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的最热端零件,如涡轮部分涡轮叶片、导向器等。 |
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铁基高温合金 |
使用温度较低(600-850℃),一般用于发动机中工作温度较低的部位,如涡轮盘、机匣和轴等零件。 |
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钴基高温合金 |
使用温度约950℃,铸造性和焊接性良好,主要用于做导向器材料,由于钴资源较少、价格昂贵,生产和使用受到限制。 |
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按成型方式分类 |
变形高温合金 |
变形高温合金是高温合金中应用最广的一类,占比达到70%。变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253-1,320℃,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金,广泛应用于高温下承受大载荷及复杂应力的涡轮盘、高压压气机盘、叶片、机匣、紧固件、燃烧室及管路等关键零部件。 |
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铸造高温合金 |
采用铸造工艺制成零件,具有更宽的成份范围和具有更广阔的应用领域,分为在-253-950℃使用的等轴晶铸造高温合金、在950-1,100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金,广泛应用于航空发动机、航天发动机、工业燃机、汽车、医疗等诸多领域。 |
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新型高温合金 |
采用雾化高温合金粉末,经热等静压成型或热等静压后再经锻造成型,粉末冶金高温合金可以满足应力水平较高的发动机的使用要求,是高推重比发动机涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的必选材料。 |
资料来源:中国金属学会高温材料分会、上大股份招股说明书、观研天下整理
高温合金具备优异的高温强度、抗氧化抗热腐蚀性能,同时拥有良好的疲劳性能与断裂韧性等综合特性,广泛应用于航空航天、燃气轮机、汽车、核电、石油化工等领域。其中,航空航天是我国高温合金下游第一大应用领域,占比超过五成。
高温合金应用领域情况
| 应用领域 | 用途 |
| 航空航天 | 可以用于制造航空发动机、火箭发动机等 |
| 燃气轮机 | 用于制造燃气轮机涡轮叶片、叶轮等 |
| 汽车 | 可以用于涡轮增压器的涡轮叶轮,内燃机阀座、镶块、进气阀等部件。 |
| 核电 | 主要应用于承担核反应工作的核岛内,包括燃料机组、控制棒驱动机构、压力容器、蒸发器以及堆内构件等。 |
| 石油化工 | 制造承受高温、腐蚀性介质的零部件,如管道、阀门、热交换器等。 |
资料来源:公开资料、观研天下整理
2.多领域需求共振,高温合金市场空间不断打开
高温合金凭借优异的高温力学性能与抗腐蚀能力,已成为航空发动机不可或缺的关键材料。在现代航空发动机中,其用量占总质量的40%-60%,主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片、涡轮盘四大热端部件,同时也应用于机匣、加力燃烧室、尾喷口等部位,在航空发动机中占据重要地位。在航空出行需求推动下,近年来我国民航全行业运输飞机期末在册架数稳步上升,由2020年的3903架增至2024年的4394架,直接带动航空发动机及其配套高温合金的市场需求释放。同时,飞机运营里程增长也带来维修替换存量需求,叠加国产大飞机商业化提速、航空发动机国产替代加速,进一步为高温合金行业提供强劲增长动力。
数据来源:中国民用航空局、观研天下整理
在航空航天领域,高温合金同样是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材。随着我国航天技术持续发展,卫星发射需求不断提升,运载火箭发射次数逐年增加,为高温合金行业带来持续需求增量。数据显示,2025年我国共完成92次航天发射任务,较2024年的68次增长35.29%。
数据来源:中国航天、上大股份招股说明书、观研天下整理
燃气轮机是高温合金的另一重要应用领域,其作为涡轮叶片等热端部件的核心材料,直接受益于燃气轮机装机量提升与设备更新需求。在AI数据中心供电、电网调峰及存量设备更新等多重因素推动下,国内燃气轮机需求持续释放,叠加国产替代进程加快,为高温合金行业注入强劲需求动能。数据显示,2024年我国燃气轮机市场规模达685亿元,预计2030年将突破千亿元,高温合金行业将充分受益于市场扩容。
在核电领域,燃料元件包壳材料、结构材料、燃料棒定位格架以及高温气体炉热交换器等部件在工作时需承受600-800℃的高温,对蠕变强度要求较高。高温合金性能与之高度契合,已成为制造这些关键部件的重要材料。近年来,随着核工程基础设施建设持续推进,核电装机规模稳步上升,进一步打开了高温合金行业的市场空间。
数据来源:国家能源局、观研天下整理
3.“十五五”规划引领,高温合金行业方向明晰
高温合金作为支撑现代高端制造业的关键基础材料,是航空发动机、燃气轮机及核电装备等领域的重要用材。近年来,国家密集出台多项政策,持续为高温合金行业发展保驾护航。其中,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出推动高温合金等先进金属材料取得突破;《新产业标准化领航工程实施方案(2023—2035年)》明确重点发展高温合金等关键基础材料,同时支持鼓励高温合金等关键基础材料研发和产业化。
步入2026年,“十五五”规划——《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》正式出台,明确提出加快高品质高温合金创新突破,为行业未来发展指明方向。“十五五”期间,随着下游应用领域对材料性能要求持续提升,叠加“十五五”规划的政策引导,高品质高温合金有望迎来更大的发展空间。
2020-2026年我国高温合金行业相关政策(部分)
| 发布时间 | 发布部门 | 政策名称 | 主要内容 |
| 2020年8月 | 国家发展改革委 科技部等四部门 | 关于扩大战略性新兴产业投资 培育壮大新增长点增长极的指导意见 | 围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定,加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。 |
| 2021年3月 | 国务院 | 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 | 推动高端稀土功能材料、高品质特殊钢材、高性能合金、高温合金、高纯稀有金属材料、高性能陶瓷、电子玻璃等先进金属和无机非金属材料取得突破。 |
| 2021年12月 | 工业和信息化部 科学技术部 自然资源部 | “十四五”原材料工业发展规划 | 围绕大飞机、航空发动机、集成电路、信息通信、生物产业和能源产业等重点应用领域,攻克高温合金、航空轻合金材料、超高纯稀土金属及化合物、高性能特种钢、可降解生物材料、特种涂层、光刻胶、靶材、抛光液、工业气体、仿生合成橡胶、人工晶体、高性能功能玻璃、先进陶瓷材料、特种分离膜以及高性能稀土磁性、催化、光功能、储氢材料等一批关键材料。 |
| 2022年8月 | 工业和信息化部办公厅等八部门 | 原材料工业“三品”实施方案 | 到2025年,原材料品种更加丰富、品质更加稳定、品牌更具影响力。高温合金、高性能特种合金、半导体材料、高性能纤维及复合材料等产品和服务对重点领域支撑能力显著增强。同时提出:重点发展高温合金、高性能特种合金、稀土功能材料、生物基和生物医用材料等关键基础材料。支持鼓励高温合金、航空轻合金材料、超高纯稀土金属及化合物等关键基础材料研发和产业化。 |
| 2023年8月 | 工业和信息化部 科技部等四部门 | 新产业标准化领航工程实施方案(2023—2035年) | 研制高强韧汽车用钢、高品质零部件用钢、长寿命耐磨钢、高品质工模具钢、超高强度钢、新一代高温合金、增材制造用黑色金属粉末等机械结构材料标准。 |
| 2023年12月 | 国家发展改革委 | 产业结构调整指导目录(2024年本) | 将高温合金纳入鼓励类目录。对鼓励类投资项目,按照国家有关投资管理规定进行审批、核准或备案;鼓励金融机构按照市场化原则提供信贷支持。对鼓励类投资项目的其他优惠政策,按照国家有关规定执行。 |
| 2023年12月 | 工业和信息化部 | 《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024 年版)》 | 支持GH4169G、GH3230、GH4061等航空发动机高温合金叶片与叶盘材料和航空航天用变形高温合金材料。 |
| 2025年6月 | 市场监管总局 工业和信息化部 | 计量支撑产业新质生产力发展行动方案(2025—2030年) | 面向重大工程、国防安全、新兴产业和民生保障等领域,聚焦先进钢铁、有色金属、无机非金属、高温合金、高性能铁磁材料、高性能纤维及复合材料、稀土功能材料、超高纯稀有金属材料、先进半导体材料和新型显示材料性能及成分控制、生产加工及应用等计量测试需求,开展专用计量测试装备、方法研制,建设质量技术基础公共计量服务平台和联盟,推动计量与产品标准、检测技术的有效衔接,完善新材料计量测试和质量评价体系,加强计量数据的管理和应用,提高新材料质量稳定性和服役寿命,降低生产成本,促进新材料产业基础能力提升。 |
| 2026年3月 | 新华社受权发布 | 中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要 | 加快高端特殊钢、高品质高温合金、超高纯金属、先进陶瓷、高纯石英材料生物基材料、先进高分子材料、高性能纤维及复合材料、结构功能一体化材料等创新突破。 |
资料来源:观研天下整理
4.多维驱动发力,高温合金“十五五”增长可期
在政策护航与下游需求增长等多重因素驱动下,我国高温合金行业实现快速发展,市场规模由2021年的210亿元增至2025年的385亿元,年均复合增长率约16.36%。展望“十五五”期间,行业将迎来多维度增长机遇,市场规模有望延续快速扩张态势,预计到2030年突破800亿元,2025-2030年年均复合增长率维持在15%以上。
从增长驱动力来看,一是算力需求持续释放,带动AI数据中心供电需求增长,叠加新能源调峰、天然气发电等领域需求提升,推动燃气轮机装机规模持续扩大,为高温合金行业注入强劲动能;二是商业航天产业化提速、国家航天任务有序推进、国产大飞机批量交付以及航空发动机国产替代与存量替换需求共振,释放显著市场空间;三是核电项目建设持续推进,带动高温合金在核电装备领域的需求扩容;四是技术创新持续突破,不断拓展高温合金在新能源、高端装备等新兴领域的应用边界。
数据来源:公开资料、观研天下整理
5.高温合金国产替代成效显著,高端领域仍待突破
自1956年我国成功试制出第一炉高温合金GH3030后,行业实现了从无到有、从仿制到自主创新的跨越,产品性能持续提升,并涌现出抚顺特钢、隆达股份、中航上大、图南股份、钢研高纳、西部超导等一批优秀国产厂商。这些企业通过持续的研发投入与技术创新,不断优化生产工艺、提升产品性能,市场竞争力持续增强,有力推动了高温合金行业的国产替代进程。数据显示,高温合金国产化率已由2020年的不足40%提升至2025年的65%左右,其中变形高温合金国产化率超过75%。
数据来源:公开资料、观研天下整理(WJ)
尽管高温合金国产替代取得显著成效,但在高端领域,国产化率仍然偏低,与PCC、ATI等国际领先企业相比仍存在明显差距。下一阶段,国内高温合金国产替代将进入深化升级阶段,企业需持续聚焦高端产品研发,加快关键技术突破,提升高端供给能力,不断缩小与国际先进水平的差距。
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