高温合金是指以铁、镍、钴为基，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。高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲性能、断裂韧性等综合性能。高温合金的最大特点不是其绝对熔点很高，而是在高温下仍然具有良好的特性。

在高温环境下，材料会加速退化，使用过程中易发生组织不稳定、在温度和应力作用下产生变形和裂纹长大、材料表面的氧化腐蚀等情况。高温合金所具有的耐高温、耐腐蚀等性能主要取决于它的化学组成和组织结构，按基体元素，高温合金 可分为铁基高温合金（占 14.3% ）、镍基高温合金（占 80% ）钴基 高温合金（占 5.7%）

国际上高温合金的研究发展现状

高温合金的研制在国际上主要在德国、英国、美国、日本、俄罗斯等国家之间展开。高温合金国际发展体系的呈现出一大特点：高温合金适用的工作温度范围越来越高，从早期不到 800℃到如今工作温度达到 1700℃。伴随着工作温度的不断提升是新技术、新工艺的不断迭代，从变形高温合金、铸造高温合金到粉末冶金高温合金，特别是定向凝固等技术的推广促进了航空发动机性能的不断提高。

国际高温合金发展简史

美国产是生产高温合金的最主要国家，全年大约生产5万吨，其中60% 用于民用 。在军用领域，生产航空发动机厂家 通用电气（GE）、普拉特—惠拉尼（PW）也生产高温合金；在民用领域，美国从事高温合金材料研发生产的企业有 特殊金属公司、卡博特公司、汉因斯- 司泰特公司等。

英国国际镍公司生产了世界上第一个镍基金属高温合金，除此之外英国航空发动机公司 罗尔斯罗伊斯也研制了定向凝固合金和单晶合金。

日本主要高温合金生产企业是JFE株式会社、新日铁、石川岛播磨重工业和神户制钢公司。日本公司参与航空发动机的研制，在单晶合金方面全球领先，其中 NIMS 与 IHI 利用第 4 代 Ni 基单晶超合金 tms-138 进行超音速商用客机的引擎高温耐久测试，成功达到 1650 度涡轮进气温度的世界最高记录。

我国高温合金的发展现状

我国高温合金经历了仿制、仿创结合到独创的发展过程，形成为了我国独特的高温合金体系。我国研制的高温合金已达到 200 多种，在 2005 年纳入国标的就有 177 中，构成了高温合金体系的基础。在 1980 年之前，我国高温合金就形成了自己的基础体系，目前这个体系更加完整和系统。

与国外以制造商各自形成体系标准不同，我国高温合金形成了统一的国家标准，以合金成型方式、基体元素和强化方式的顺序构建了完整体系。其中，合金成形方式有变形高温合金、铸造高温合金（包括等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金）、焊接用高温合金丝、粉末冶金高温合金、弥散强化高温合金和金属间化合物高温材料之分；在这些不同合金系列之下，再分铁基、镍基、钴基及铬基合金；在相同基体之下，又分固溶强化和时效强化类型等。

我国高温合金研究生产经历了 60 多年的发展，目前已经形成了比较完整的高温合金体系。但是和美国、英国、日本等国高温合金在很多方面依旧存在差距。

2019 年我国重点优特钢企业高温合金铸锭产量约为 1.91 万吨，同比增长32.95%，钢材产量约为 0.85 万吨，同比增长 50.13%，我国高温合金业务供给出现快速增长的情况。但目前我国高温合金整体市场需求约为 4 万吨，供不应求的问题依然显著。由于技术壁垒高、认证周期长、资金需求大等因素，我国高温合金的产量增长缓慢，成材率较低。

目前我国高温合金从业企业数量少，整体技术水平较国外龙头企业仍有较大差距，整体产能和实际有效产能较小，尤其在高端航空航天领域高温合金的产能与实际需求存在较大缺口。根据我们对行业主要企业产能情况的数据汇总，12 家企业高温合金理论产能共计约2 万吨，目前高温合金 50%的市场需求依赖进口，考虑到目前我国高温合金有效产能与需求之间的缺口，预计实际对进口的依赖程度更大。

我国从事高温合金研究生产的主要企业分为两类，第一类是特钢企业，主要是抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢，主要生产批量较大的合金板材、棒材和锻件，这类产品用量最大，结构简单；另一类是科研院所转型企业，主要是钢研高纳、航材院、中科院金属研究所，主要生产较小批量、结构复杂的高端产品，这两类厂家之间形成了错位竞争的格局。国内企业间属于竞争合作关系，直接竞争较少，同时存在上下游合作，以实现技术创新、扩大产能以满足市场需求为主要发展目标。

全球市场稳步发展，中国是未来主要需求增长来源

在现代航空发动机中，高温合金材料用量约占到发动机总质量的 40%-60%，主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热端零部件，以及发动机机匣、环形件、尾喷口等工作温度较高的部位。航天发动机与航空发动机类似，但航天发动机材料不仅对高温高压下的性能有较高要求，同时要求在低温、较高温度梯度变化的环境下进行稳定工作。以液体发动机为例，高温合金材料主要用于推力室做喷注器面板、涡轮泵弯通、石墨舵紧固件等。

2012 -2018年全球高温合金市场规模合计758亿美元，年均市场规模约为108亿美元；2018 年全球高温合金市场规模为 121.63 亿美元，同比增长 4.8%，预计 2024 年全球高温合金市场规模将达到173亿美元。航空航天领域是高温合金的主要需求来源，当前我国国防建设正处于关键时期，高温合金市场需求将远超全球市场整体增速。

高温合金材料最初主要用于航空航天领域，但由于其具备良好的耐高温、耐腐蚀等性能，被广泛应用于船舶、电力、冶金、汽车、核工业等工业领域，同时随着新型高温合金材料的不断发展，下游应用场景和市场需求也处于不断扩张的趋势。