我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

宋圣玉 焦金虹 黃金彪

北京鋼研高納科技股份有限公司

一、我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵

（一）高溫合金的定義。高溫合金是指以鐵、鎳、鈷的相關(guān)金屬材料為基礎(chǔ)，合成出能在600度以上的高溫及一定應(yīng)力作用的條件下長(zhǎng)期工作的金屬材料，由于其能夠整合相關(guān)金屬材料的優(yōu)點(diǎn)及其復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，具有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度，具有良好的材料的組織穩(wěn)定性和使用可靠性，廣泛應(yīng)用于航天、航海、航空等高尖端領(lǐng)域。高溫合金目前主要根據(jù)對(duì)于溫度的耐受不同分為三類(lèi)材料:第一種是760℃高溫材料；第二種是1200℃高溫材料，第三種是1500℃高溫材料，抗拉強(qiáng)度800MPa。根據(jù)不同的領(lǐng)域和技術(shù)要求采用不同的溫度耐受的高溫合金材料。

（二）高溫合金產(chǎn)業(yè)。高溫合金產(chǎn)業(yè)是以生產(chǎn)高溫合金材料為基礎(chǔ)的相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的總稱(chēng)。從20世紀(jì)30年代后期起，英、德、美等國(guó)就開(kāi)始研究高溫合金。第二次世界大戰(zhàn)期間，為了滿足新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，高溫合金的研究和使用進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。長(zhǎng)期以來(lái)，由于客觀的工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)條件相對(duì)于國(guó)外有差距，因此，我國(guó)的高溫合金產(chǎn)業(yè)一直處于相對(duì)低端的水平。隨著中國(guó)的技術(shù)上的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國(guó)的高溫合金產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是2015年隨著德國(guó)工業(yè)化4.0時(shí)代的到來(lái)和《中國(guó)制造2015》文件的出臺(tái)，從產(chǎn)業(yè)環(huán)境和政策包裝兩方面快速推動(dòng)了高溫合金的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，中國(guó)越來(lái)越多的科研院所和企業(yè)在高溫合金生產(chǎn)的領(lǐng)域大顯身手，整體提高了我國(guó)的高溫合金產(chǎn)業(yè)的技術(shù)含量和擴(kuò)大了高溫合金產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

二、我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

（一）高溫合金產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用范圍廣泛。由于高溫合金產(chǎn)業(yè)的技術(shù)越來(lái)與成熟，與其他產(chǎn)業(yè)的融合性越來(lái)越強(qiáng)，所以高溫合金產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，高溫合金產(chǎn)品應(yīng)用范圍相應(yīng)擴(kuò)大。二十世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外廣泛開(kāi)展數(shù)值模擬研究，取得了重要進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了顯微組織及冶金缺陷預(yù)測(cè)研究。定向凝固、單晶合金、粉末冶金、機(jī)械合金化和陶瓷過(guò)濾等新工藝成為高溫合金發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，其中定向凝固工藝制備的單晶合金尤為重要，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片中應(yīng)用尤為廣泛。對(duì)于我國(guó)而言，我國(guó)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)于高溫合金產(chǎn)品的需求量越來(lái)愈大，尤其是隨著航空設(shè)備的更新速度加快和火電行業(yè)和石油勘探技術(shù)的進(jìn)步，高溫合金越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

（二）高溫合金產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能增大。全球的高溫合金市場(chǎng)的規(guī)模在2018年達(dá)到的市場(chǎng)規(guī)模將近130億元，根據(jù)相關(guān)的國(guó)際機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，2019年的可能達(dá)到150億元的市場(chǎng)規(guī)模，因此，越來(lái)越多的企業(yè)也將眼光投向高溫合金產(chǎn)業(yè)。中國(guó)是國(guó)際機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)的未來(lái)的高溫合金市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，占到增長(zhǎng)的20%-30%，因此，中國(guó)的相關(guān)企業(yè)做好布局的準(zhǔn)備，擴(kuò)展了生產(chǎn)的上下游產(chǎn)品，延伸了產(chǎn)業(yè)鏈，增加了工作效能，增大了產(chǎn)業(yè)效能。

（三）高溫合金產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提高。由于高溫合金的技術(shù)特殊性和技術(shù)壁壘，能夠生產(chǎn)高溫合金產(chǎn)品的企業(yè)少之又少，而且高尖端的高溫合金的生產(chǎn)和技術(shù)還是掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的手里，尤其是最高端的技術(shù)少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家根本不對(duì)外出售。中國(guó)的高溫合金產(chǎn)業(yè)是從技術(shù)薄弱的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，我國(guó)的科研院所和廣大的科技工作者做出了不懈的努力，雖然有些產(chǎn)品還嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，雖然在高溫合金技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模上有所差距，但是總體有很大的提高和進(jìn)步，在自主研制和自主生產(chǎn)的高溫合金領(lǐng)域取得一系列的進(jìn)步和成就。除此而外，由于高溫合金的生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的中比較高尖端的領(lǐng)域，對(duì)于從事高溫合金生產(chǎn)的技術(shù)人員的知識(shí)水平、科學(xué)技能都有嚴(yán)格的要求，整體從業(yè)人員的水平的提高，客觀上也促進(jìn)了整體行業(yè)水平提高和產(chǎn)品性能的提升。

三、我國(guó)高溫合金產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（一）國(guó)家政策驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)未來(lái)快速發(fā)展。在管理學(xué)的swot的分析方法中，政策和外部環(huán)境對(duì)于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有決定性的作用，高溫合金產(chǎn)業(yè)是未來(lái)現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中競(jìng)爭(zhēng)性較強(qiáng)的行業(yè)，并且對(duì)于國(guó)家安全的重點(diǎn)領(lǐng)域，例如領(lǐng)空、領(lǐng)海、國(guó)計(jì)民生的產(chǎn)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略性意義，因此，未來(lái)國(guó)家的政策一定會(huì)向高溫合金的相關(guān)產(chǎn)業(yè)傾斜，通過(guò)政策保障、技術(shù)支持、資金扶持等手段推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。

（二）高溫合金產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)。高溫合金初期僅應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，伴隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)化轉(zhuǎn)型，高端裝備制造業(yè)對(duì)高性能合金材料的需求呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)。高溫合金使用領(lǐng)域已逐漸延展至汽車(chē)增壓器渦輪、玻璃制造、石油化工、原子能工業(yè)等領(lǐng)域。不僅帶動(dòng)高溫合金產(chǎn)品的相關(guān)原材料的生產(chǎn)，同時(shí)也帶動(dòng)相關(guān)的上下游的產(chǎn)業(yè)和環(huán)節(jié)，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)，推動(dòng)以點(diǎn)帶面的整體的工業(yè)化水平的提高。

（三）技術(shù)是決定未來(lái)高溫合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素?？茖W(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，甚至是變革的指標(biāo)。而目前來(lái)看，國(guó)家之間的行業(yè)壁壘仍然存在，企業(yè)之間的技術(shù)壁壘仍然存在，因此要想在未來(lái)的高溫合金的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利，必須從技術(shù)的角度出發(fā)。中國(guó)要想在競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利必須在自主研制和自主設(shè)計(jì)等方面加大投入的力度，必須在高溫合金鑄件的工藝、材料的冶金質(zhì)量控制、鑄造尺寸精度、工藝規(guī)程、質(zhì)保體系、檢驗(yàn)檢測(cè)方面嚴(yán)格要求，嚴(yán)格細(xì)化。