一、高温合金概况
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；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。
基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度较高，又被称为“超合金”，是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金。镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。
自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功，迄今为止，我国高温合金的研究、生产和应用已历经60多年的发展历程。目前，我国的高温合金研究主要研究单位是钢铁研究总院、北京航空材料研究院、中国科学院金属研究所、北京科技大学、东北大学、西北工业大学等，主要生产企业有：中航工业、钢研高纳、炼石有色、抚顺特钢、高钢特钢和第二重型机械集团万航模锻厂（二重）等。在此基础上，我国已具备了高温合金新材料、新工艺自主研发和研究的能力。
我国目前的生产能力与需求相比存在两个缺口：（1）生产能力不足。目前我国高温合金生产企业数量有限，生产能力与需求之间存在较大缺口，在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要还依赖进口。（2）高端产品难以满足应用需求。我国的高温合金生产水平与美国、俄罗斯等国有着较大差距，随着我国研制更高性能的航空航天发动机，高温合金材料在供应上存在无法满足应用需求的现象
相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国高温合金行业市场调查研究及投资前景预测报告》
二、高温合金种类
高温合金可以按基体组织材料划分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。研发应用中，现在一般按制备工艺划分成铸造高温合金、变形高温合金和其他几类新型高温合金（粉末冶金高温合金、弥散强化高温合金ODS等）。
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1、变形高温合金
变形高温合金是指可以进行冷、热变形加工，工作温度范围-253~1320℃，具有良好的力学性能和综合的强韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
变形高温合金分类
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变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。
2、铸造高温合金
铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其具有更宽的成分范围，由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金，可通过调整成分使Y结构含量达60%或更高，从而在高达合金熔点85%的温度下，合金仍能保持优良性能。
相比变形高温合金，它有更广阔的应用领域。由于铸造方法具有的特殊优点，可根据零件的使用需要，设计、制造出具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。根据铸造合金的使用温度，可以分为三类：
铸造高温合金分类
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随着精密铸造工艺技术的不断提高，新的特殊工艺也不断出现。细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的技术等都使铸造高温合金水平大大提高，应用范围不断提高。
3、粉末冶金高温合金
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的生产工艺制造出高温合金粉末的产品。采用粉末冶金工艺，由于粉末颗粒细小，冷却速度快，从而成分均匀，无宏观偏析，而且晶粒细小，热加工性能好，金属利用率高，成本低，尤其是合金的屈服强度和疲劳性能有较大的提高。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选择材料。
4、氧化物弥散强化（ODS)合金
是采用独特的机械合金化（MA)工艺，超细的(小于50nm)在高温下具有超稳定的氧化物弥散强化相均匀地分散于合金基体中，而形成的一种特殊的高温合金。其合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持，具有优良的高温蠕变性能、优越的高温抗氧化性能、抗破、硫腐蚀性能。
5、金属间化合物高温材料
金属间化合物高温材料是近期研究开发的一类有重要应用前景的、轻比重高温材料。十几年来，对金属间化合物的基础性研究、合金设计、工艺流程的开发以及应用研究已经成熟，尤其在Ti-Al、Ni-AI和Fe-AI系材料的制备加工技术、韧化和强化、力学性能以及应用研究方面取得了令人瞩目的成就。
三、高温合金应用领域及市场现状
1、高温合金应用领域
高温合金材料最初主要应用于航空航天领域，由于其良好的耐高温，耐腐蚀等性能，逐渐被应用到电力，船舰，汽车，冶金，玻璃制造，原子能等工业领域，从而大大的拓展了应用领域。随着高温合金的发展，新型高温合金材料的出现，高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长的趋势。
目前，高温合金最大的应用还是航空航天领域，占总使用量的55%，其次是电力领域（20%）和机械领域（10%）。
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2、高温合金市场现状
全球每年消费高温合金材料约28万吨左右，占钢铁总消费量的0.02%，市场规模达100亿美元。2018年我国高温合金行业产量约21750吨，需求量约37400吨。
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如今航空航天及高温合金材料行业相关重大科技项目已上升为国家战略。高温合金在主要领域需求不断增长，主要有：航空、汽轮机、核电、汽车等领域。2018年我国高温合金需求量约37400吨，均价约34.01万元/吨，高温合金行业规模127.2亿元。
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四、高温合金发展前景
随着我国研发技术的不断进步，过去一直掣肘国产战机的航空发动机已经获得了长足的进步。目前，我国第三代主力战机歼10B已经开始列装国产的WS10发动机，其所采用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘均已经突破技术瓶颈，并开始规模化生产，发动机的寿命和可靠性得到大幅提升。
而在核电领域，宝钢特钢与久立特材分别于2010年、2012年实现蒸发器U型管零的突破，目前已具备为国内AP1000、CAP1400以及“华龙一号”最新堆形提供蒸发器管能力。与此同时，旨在解决国内航空发动机短板的“两机”重大专项已经过国务院、政治局常委讨论通过，相关发展专项正在论证启动中，预计2020年前，研发资助资金投入规模将不少于2000亿元，以高温合金为代表的高端原材料也成为计划的重点突破方向。技术+政策双管齐下，即使仅按照国产化率为40%的中性预测，预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右。
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C919飞机国内外用户达到28家，订单总数达到815架。目前，海航和中国商飞上述协议中涉及的200架C919，尚未计入中国商飞订单名录。随着协议落实，上述200架C919将最终转化成实际订单，未来C919的订单数量将突破1000架大关。
从C919飞机成本构成来看，航空发动机的制造成本占整机制造的25%左右，高温合金作为发动机的（占发动机成本的19%）关键材料，也是成本的重要组成部分，按照C919飞机订单高温合金市场规模就已经达到159亿元。C919的后续交付，将给高温合金材料产业带来市场拓展机遇。
