什么是高温合金？应用领域有哪些？龙头企业一览

1 什么是高温合金

高温合金被誉为”先进航空发动机的基石”，由于其耐高温、抗氧化等使得其被广泛应用在航空、石油、航天、舰船、化工等领域。

高温合金有广义和狭义上的解释，其中广义上的高温合金指的是一类能够在高温下抗氧化或腐蚀，且在一定应力作用下可以长期工作的合金，业包含了高温金属材料，如铸造高温合金、金属间化合物等。而狭义上的高温合金指的是一类以铁、镍、钴为基础，可以在600℃以上的高温下抗氧化、腐蚀，且在一定应力作用下长期工作的合金，高温强度、抗氧化、抗热腐蚀性能、疲劳性能、断裂韧性等综合性能良好，所以也被称作”超合金”。

2 高温合金的分类

(1)根据基体元素分类

①铁基高温合金：铁基高温合金又可称作耐热合金钢，适用于750~780℃的工作条件，基体是 Fe 元素，加入少量的Ni、Cr 等合金元素，耐热合金钢按其正火要求可分为马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体耐热钢等。

②镍基高温合金：含镍量在一半以上，适用于1000℃以上的工作条件，采用固溶、时效的加工过程，可以使抗蠕变性能和抗压抗屈服强度大幅提升。

③钴基高温合金：以钴为基体，钴含量大约占60%，同时需要加入Cr、Ni 等元素来提升高温合金的耐热性能。

(2)根据强化类型分类

①固溶强化型高温合金：即添加一些合金元素到铁、镍或钴基高温合金中，形成单相奥氏体组织，溶质原子使固溶体基体点阵发生畸变，使固溶体中滑移阻力增加而强化。

②时效沉淀强化合金：即合金工件经固溶处理，冷塑性变形后，在较高的温度放置或室温保持其性能的一种热处理工艺。

(3)根据材料成型方式分类

①铸造高温合金：采用铸造方法直接制备零部件的合金材料叫铸造高温合金，按结晶方式主要划分为多晶铸造高温合金、定向凝固铸造高温合金和单晶铸造高温合金等3种类型。

②变形高温合金：主要分为热稳定变形高温合金和热强变形高温合金。

③新型高温合金：新型高温合金包括粉末高温合金、钛铝系金属间化合物、ODS高温合金、耐蚀高温合金、粉末冶金及纳米材料等多种细分产品领域。

3 高温合金的应用领域

(1)燃气轮机 ：高温合金在燃气轮机中主要应用于燃烧室、过渡导管、导向叶片、涡轮工作叶片以及涡轮盘等五大部件上。 和国外相比，我国天然气发电占全国总装机比重较低。 随着舰船用燃气轮机国产化批产阶段完成，舰船高温合金需求大幅增长。

(2)核电 ：高温合金是核岛关键热交换器件核电蒸发器的重要基础 原料。高温合金在核电领域多有应用，根据钢研高纳公告 信息，核电站堆芯对蒸发器 U 形传热管、核燃料包套管和 不锈钢精密管等各类核级用管的需求约为 10 吨/万千瓦。 国家政策与环保优势促进核电领域发展，带动高温合金需求持续增长。

(3)汽车 ：汽车废气增压器涡轮是高温合金材料的重要应用领域，燃油消耗法规助力该领域高温合金需求快速增长。汽车涡轮增压器具有降低噪声、减少有害气体排放、提高功率等优点目前国外的重型柴油机涡轮增压器装配率 100%，英、美、法等国家中小型柴油机装配比例已达 80%左右，相较之下我国的装配率仍有一定提升的空间。

(4)航天 ：高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材。我国航天产业的快速发展对高温合金提出持续的需求。

4 高温合金行业龙头企业

高温合金行业代表企业有抚顺特钢、钢研高纳、中科院金属所、西部超导、图南股份、万泽股份等

来源：

《钢研高纳-打造中国PCC中国高温合金平台型龙头乘风起航-211129（40页）.pdf》

《西部超导-航空钛材方兴未艾高温合金前景广阔-210707（25页）.pdf》

《2021年钢研高纳公司竞争优势与高温合金下游应用分析报告（48页）.pdf》