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高温合金行业高速增长需求和政策利好航空发展

发布时间:2017-02-05发布者:浏览次数:1300

       高温合金行业自诞生以来,始终围绕航空发动机性能提升需求而不断推陈出新,从一代机到四代机的发动机演进轨迹来看,高推重比,低油耗率,更高的耐久性是其发展趋势。以推重比为例,在发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下,涡前温度每提高 100 卡,推力增加 15% 。高温合金占据发动机总重量的 40%-60% ,预测未来航空发动机性能的提升中,新材料的贡献率将达 50%-70% ,而材料和制造技术对发动机减重的贡献将为 70%-80% 。


1、前沿趋势,单晶突破和陶瓷复合基材料异军突起

       高温合金可分为铸造、变形、新型合金三大类型。铸造合金里的单晶材料的突破,将决定了下一代发动机的发展趋势。陶瓷基复合材料( CMC )等非金属材料突破了金属合金的温度极限,是未来的发展趋势。 GE 在其 GE9X 已经做了成功尝试, CMC 新材料在 2200oF 的温度下可保持强度不变,比金属整整高出 500oF ,而重量只有金属的三分之一,使得发动机油耗效率全球领先。今年 6 月, GE 新建工厂大力生产 CMC ,预计该材料未来需求将飞速增长,但目前国内受制于成本问题尚未推广。高温合金行业具有寡头垄断和抗经济周期属性,且国内长期处于供不应求状态,国产化率 50%-60% ,供需缺口呈扩大趋势。


2、千亿资金即将启动,政策扶持和技术升级推动行业需求大爆发

       政策方面,通航政策放开,“飞发分离”落地,航空发动机与燃气轮机重大专项将于下半年启动,千亿资金将陆续涌入;技术方面,太行系列发动机衍生型号陆续推出,有望装备歼 -11 和歼 -10 ,军用需求国产化继续加速,民用方面 C919 将于下半年首飞,最快于 2017 年交付,标志着大飞机领域即将打破国外垄断,填补国内空白,发动机需求将呈现井喷之势。我们根据公开数据推算,未来二十年航空领域高温合金需求约 30 万吨,市场规模接近千亿;未来十年燃气轮机领域规模在 50 亿左右,原子能领域需求 6000 吨,规模达 13 亿,汽车领域需求 5000 吨,规模达 12 亿。综合来看,行业将保持 15% 以上的增长速度。


3、两机专项千亿资金启动在即,高温合金率先受益

       为了提升我国航空发动机和燃气轮机行业的自主创新能力,国务院于2013 年批准设立“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项(“两机专项”),成立专家委员会对专项实施方案开展论证,2014 年 7 月两机专项实施方案正式上报国务院。

即将出台的两机专项将重点聚焦涡扇、涡喷发动机领域,同时兼顾有一定市场需求的涡轴、涡桨和活塞发动机领域,主要研发大涵道比大型涡扇发动机、中小型涡扇 / 涡喷发动机、中大功率涡轴发动机等重点产品。另外,专项行动还将安排包括商用航空发动机运营、航空发动机智能化生产线等在内的多个产业示范工程。而先进大涵道比风扇系统、高压压气机等关键零部件,以及长寿命涡轮、先进航空复合材料等关键技术,也会是专项行动的攻坚重点之一。

受益于两机专项千亿资金启动,高温合金行业将迎来爆发性增长机遇期。按照“两机专项”实施方案,在 2020 年前,国家将投入千亿资金,支持航空发动机和燃气轮机产业的发展。航空发展,动力先行;动力发展,材料领先,我们知道“两机专项”的主角——航空发动机和燃气轮机占据高温合金材料下游应用的近 75% ,对于高温合金材料行业需求起到主要的推动作用,预期高温合金行业迎来巨大的历史机遇期。


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