航天材料高温合金行业梳理
发布时间：2026-04-01 19:47:12| 浏览次数：
·高温合金定义与分类：高温合金是以铁、钴、镍为基础的高端金属材料，可在600℃以上高温及一定应力作用下长期工作。产品分为铁基、镍基、钴基三类，其中镍基占比达80%，为核心品类。其核心下游应用包括航空发动机、燃气轮机、航天发动机等领域，需求增速较快，目前应用场景已扩展至电力汽车、核能工业领域。
·行业供需整体预判：供给端来看，2025年全球主要厂商高温合金产能合计约36.7万吨，该统计未覆盖中小厂产能，仅为部分产能；目前有两家厂商披露明确扩产计划，各自规划9000吨产能，预计2027年下半年达产。需求端来看，核心应用领域为航空航天与燃气轮机，2024年两大领域需求分别为20.8万吨、10.4万吨，且以镍基高温合金为主。经测算，2024-2028年全球航空航天及燃气轮机领域高温合金需求复合增速达20%，预计2026年总需求量可达45万吨。整体来看，行业供给扩张增速显著低于需求增速，供需将维持紧平衡格局。
·下游需求核心逻辑：燃气轮机领域，AIDC爆发带动需求增长，AI大模型推升中美核心区域电力需求，预计2028年全球燃机市场空间达724亿美元，高温合金作为热端核心材料直接受益。航空发动机领域，2024年全球商用飞机平均机龄达14.8年，叠加旅客周转量恢复、客座率创新高，航发大修周期已至，全球商用发动机年均市场空间达1001亿美元，高温合金在航发中重量占比达47%，需求随航发产能扩张及更新需求增长。商业航天发射量提升进一步拉动需求，行业景气度持续上行。
·相关标的初步梳理：当前主机厂订单饱满、交付提速，带动上游高温合金材料、零部件等需求上行，产业链覆盖金属铬、高温合金材料、锻件、铸件等环节，涉及振华股份、隆达股份、航亚科技等相关标的。
·元素构成与工艺分类：高温合金的核心构成元素为镍与铬，其中镍元素平均占比约60%，铬元素是所有高温合金牌号的必需添加元素，平均占比约20%，钼、铝、钛、钴等为可选添加元素。从工艺维度划分，高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金三类。
·各品类工艺与应用特点：a. 变形高温合金：在高温合金整体中占比约70%，制备工艺包含真空感应熔炼、电渣重熔、真空自耗重熔环节，对应核心设备分别为VIM炉、ESR设备、VVAR设备，其中真空感应熔炼环节决定厂商产能，企业扩产需优先配套该类熔炼炉设备，产品主要应用于盘件、轴类承力部件。b. 铸造高温合金：无需大型锻造工序，可灵活调节化学组分且无需考虑可锻性，主要应用于涡轮机匣、涡轮叶片领域，其中热端涡轮叶片价值量更高。按技术发展脉络可分为等轴晶、定向凝固、单晶三类：等轴晶适用于温度区间较低、应用环境较温和的场景；定向凝固与单晶可应用于航空发动机一二级叶片、燃气轮机涡轮或透平叶片等高严苛环境。单晶代表当前高温合金领域最高技术与性能水平，代际发展上研发阶段已推进至第五代，但目前应用最广泛的为第二代，第二代较第一代添加3%镭元素，第三代定义为添加6%镭元素，第四代及以上仍处于研制阶段。c. 粉末高温合金：主要应用于航空发动机涡轮盘领域，目前全球有两大技术流派，分别为以美国为代表的AA制粉+热挤压+等温锻造路线，以俄罗斯为代表的PREP制粉+热等静压成型路线。
·行业产业链结构：高温合金产业链分为上中下游三个环节：上游为镍、铬及其他相关金属原材料，是高温合金生产的基础原料端；中游为变形、铸造、粉末类高温合金材料以及对应加工而成的零部件产品，属于产业链核心生产环节；下游应用覆盖航空发动机、燃气轮机、火箭等对材料性能要求较高的领域。
·供给格局与扩产规划：供给端分为国内与海外两大市场，国内仅统计已披露数据的上市公司范畴，当前高温合金产能约4万吨，非上市公司因未披露详细数据未纳入统计。海外高温合金市场由寡头垄断，核心厂商包括卡朋特、ATI、PCC旗下CM公司及收购了VDM与海思国际的欧洲企业，现有产能接近33万吨。当前明确的扩产计划仅来自卡朋特、ATI两家龙头，二者各规划扩产9000吨，均预计2027年下半年达产，合计扩产1.8万吨，扩产幅度仅约总产能的5%，整体供给增量十分有限。
·需求增速与供给紧张印证：需求端重点测算对高温合金性能要求最严格的航空航天、燃气轮机两大核心领域（其余应用领域如油气石化、汽车等工业领域未纳入本次核心测算），结合燃气轮机领域交付增速、航发领域交付增速指引预判，2024-2028年核心领域高温合金需求复合增速达20%，预计2026年需求量可达45万吨，需求增速远高于上游供给扩产速度。此外，海外龙头卡朋特、ATI的公开年报及电话会议信息显示，企业处于满产满销状态，高温合金价格持续上涨，进一步印证行业供给紧张的格局。
·燃机需求驱动因素：AI大模型应用落地带动AIDC需求爆发，催生大量新增电力需求，相比谷歌传统搜索，ChatGPT能耗呈指数级增长。根据中国信通院发布的算力发展报告预测，全球数据中心IT设备负载将从2023年的33GW增长至100GW，复合增长率达17%左右，其中人工智能数据中心增速显著，占比持续提升。美国是全球数据中心资本开支规模最大的区域，近年美国工业及社会用电增速波动较小，整体保持稳定，AIDC成为核心新增用电来源。IEA估算，2022年美国数据中心用电量约2000亿千瓦时，占美国全社会用电量的4%，预计到2026年该占比将提升至6%左右。国内方面，2023年数据中心用电量占全社会用电的1.6%，预计到2030年用电量将从1500亿千瓦时增长，乐观情况下将超过7000亿千瓦时，增速极快。美国本土天然气成本较低，发电结构以天然气为主，是工业用电的核心能源结构，因此天然气发电、采购燃气轮机成为数据中心供电的第一选择。
·燃机成本与技术特点：从成本维度对比，对美国19种发电方式（涵盖煤炭、天然气、生物质、核电、水电、地热等）的统计显示，燃气轮机的一次性投资成本相对最低，约为800多美元每千瓦，而生物质、风电等其他发电方式的投资成本多为四位数，部分生物质发电投资成本达五位数水平。同时，燃气轮机的年固定运维成本也具备显著优势，叠加天然气发电的稳定性，共同推动燃气轮机成为数据中心供电的首选方案，支撑当前燃气轮机需求旺盛。技术代际方面，不同主机厂的代际划分略有差异，整体按E级、F级、G级、H级的路径划分，其中H级代表当前全球燃气轮机最高技术水平，涡轮入口温度约1600℃，循环压比达24:1。燃气轮机的效率与功率呈正相关关系，功率越高，对应的效率越高。
·燃机销量与厂商格局：全球燃气轮机销量增长呈现明确的加速趋势，2020-2024年销量从39GW增长至58GW，2024年之前增速相对平缓，2025年预计增长至71GW，增长主要由AIDC用电需求驱动。预计到2028年，全球燃气轮机销量约136GW，对应市场空间达724亿美元，该预测基于三大厂产能规划拆分，中小燃机主力厂商按40%增速测算。当前全球燃气轮机OEM市场竞争格局稳定，以GEV、三菱、西门子三大龙头为主，三家份额相当。订单方面，GEV2025年新签订单约30GW，同比2024年增长50%，2024年订单较2023年实现翻倍增长；西门子2025财年新签订单达230亿欧元，较2024财年的164亿欧元增长40%左右；三菱动力2024年与2025年各四个季度的加总订单增速为50%，三家订单增长态势基本匹配。交付与扩产方面，GEV2025年交付量约15GW，基本达到当前产能上限，规划2026年下半年产能达年化20GW，2026年全年预计交付18-19GW，2027年全部达产20GW，2028年预计产能达24GW；西门子2025年销售收入（对应交付）同比增长20%。目前三菱、西门子扩产积极性较高，GEV尚未发布明确的进一步扩产指引，若后续产能不足将导致交付周期延长，三菱、西门子有望抢占更多潜在份额，GEV将面临较大的竞争压力。其余厂商如贝克休斯、安赛乐米塔尔、索拉透平产能与三大厂差距较大，除安赛乐米塔尔外均以中小型燃机为主，当前扩产积极性较高。
·航发需求驱动因素：全球航空发动机行业景气度回升核心受下游飞机需求驱动，核心驱动因素包括两方面：
a. 存量替换需求：2024年全球商用飞机平均机龄达14.8年，创历史新高，导致飞机大修周期逐步缩短，维修频率提升将影响航司机组运行效率与经营效益，倒逼航司采购新飞机替代老旧机型。
b. 新增需求支撑：2024年全球旅客周转率亦创下历史新高，根据波音发布的20年飞机需求预测，中国、欧洲、北美地区占全球飞机需求的60%，其中中国以新增需求为主，欧洲、北美市场需求则更多来自存量飞机替换。
·民用飞机主机厂订单交付：民用飞机主机厂订单与交付数据充分验证行业高景气度，两大龙头厂商表现如下：
a. 波音：2023年订单量翻倍达1175架，交付量同比增长72%至600架，2025年走出此前发展低谷后，后续交付节奏预计将持续提速。
b. 空客：订单长期维持较高水平，2023年拿到1000架飞机订单，交付量达793架，同比增长4%；截至2025年12月底，空客在手订单总量达8754架，若按年交付800架的产能计算，全部交付需10年时间，充足的在手订单为行业后续景气度延续提供支撑。
a. 竞争格局：全球商用航发市场由四大厂商垄断，CFM国际、普惠主要供应窄体机发动机，罗罗、GE主要布局宽体机市场。其中CFM国际由GE与赛峰各持股50%共同运营。
b. 龙头交付表现：2025年GE航空旗下LEAP发动机交付量同比增长28%，超出年初15%-20%的增速指引，核心原因是材料及零部件供应商履约能力提升，2024年供应链压力显现后，赛峰与GE加速拓展中国供应链，中国厂商在该环节的份额与覆盖品类持续拓展。罗罗2025年交付表现平稳，上半年交付量同比仅增长1.7%，主要因公司较依赖第三方供应链，受供应链波动扰动更大，尚未出现明显交付起色；但其在手大型商用发动机订单超2000台，按年交付200余台的能力计算需交付8-9年，叠加2024年宽体机订单表现向好，反映全球洲际长途需求提升，宽体机发动机赛道增长潜力较大。
c. 市场空间测算：根据波音报告，未来20年全球预计交付43600架飞机，按双发配置+10%备件需求测算，年均需近4800台发动机，对应年均市场空间约1000亿美元；从零部件占比来看，以CF6发动机为例，高温合金在航发中的重量占比达47%。
·商业航天需求逻辑：商业航天领域的需求驱动主要来自两方面，一是可回收火箭发射技术发展，二是低轨卫星轨道资源稀缺，相关发射需求迫切。2025年全球火箭发射次数达330次，创历史新高，其中美国发射近200次，中国发射93次，中美两国发射次数合计占比88%，是当前航天领域的主要玩家。
·高温合金应用场景：高温合金具备耐高温、高温环境下强度高、抗氧化、耐腐蚀等性能，适配商业航天使用需求，主要应用于火箭发动机热端部件、重要承力结构、紧固系统、热防护系统等环节。
·行业投资逻辑：当前全球航空发动机、燃气轮机需求旺盛，相关主机厂订单饱满，未来交付将提速，叠加下游扩产预期，将带动铬盐、高温合金材料及锻件、铸件等核心零部件需求增长
b. 零部件端：覆盖锻件、铸件赛道，航亚科技、应流股份、万泽股份、航宇科技、派科新材、航材股份、图南股份。
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