高温合金板民用航空发动机为主要需求来源根据图南股份招

高温合金板民用航空发动机为主要需求来源根据图南股份招 股书对十四五期间我国军机列装与更新需求及其他应用领域综合预测，预估十四五期间 我国高温合金年平均需求量达 8.36 万吨。2.1 高温合金是先进发动机的基石2.1.1 四大热端部件需求各异航空发动机被称为“工业之花”，是航空工业中技术含量很高、难度大的部件之 一。高温合金材料是制造航空发动机热端部件的关键材料，发动机的性能水平在很大程 度上取决于高温合金材料的性能水平，因此被誉为“先进发动机基石”。 高温合金在现代航空发动机中用量占发动机总重量的 70%~80%，主要用于四大热端部件：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和 尾喷口等部件。燃烧室所采用的高温合金主要为变形高温合金。燃烧室是动力机械能源的发源地， 产生的燃气温度在 1600~2100°C 之间，因此材料需要耐高温，还要具有抗氧化性能、 抗热腐蚀性能和良好的冷热疲劳性能。国外用作燃烧室的高温合金有 Haynes188 钴基高 温合金（三代战斗机 F100）、HastelloyX 镍基高温合金（三代战斗机 F110、F404 和 F414）、 新的燃室结构（四代战斗机 F119 和 F135 采用浮动壁结构、F136 发动机采用 Lamilloy 结构）和涂敷热障涂层的高温合金（五代战斗机），国内的主要有 GH4169 和 GH141。导向器的主要材料为铸造高温合金。导向器是涡轮发动机上受热冲击大的零件之 一，材料工作温度高可达1300°C 以上，但由于它是静止的叶片承受的机械负荷不大。通常由于应力引起的扭曲、温度剧烈变化引起的裂纹以及过燃引起的烧，会使导向叶 片在工作中经常出现故障。根据其工作条件，要求材料具有足够的持久强度及良好的热 疲劳性能。导向器的主要材料为铸造高温合金板，常用 IN718C、PWA1472、Rene220、R55 等型号高温合金。我国中科院金属研究所研制的 K417G 已成功用于制作太行发动机低 压一、二级涡轮导向器叶片。 粉末高温合金是现代高性能发动机涡轮盘的必选材料。涡轮盘在四大热端部件中所 占质量大。工作中受热不均，轮缘温度达 580-790°C，而轮心温度只有 400°C 左右。榫齿部位承受很大的离心力，所受的应力更为复杂。为此要求涡轮盘材料具有高屈服强 度和蠕变强度、良好的抗机械疲劳性能和较小的线膨胀系数等。用于涡轮盘制造的材料 主要是粉末冶金高温合金，例如 IN100 粉末高温合金（F100 发动机）和中国常用的 FGH95、GFH96、FGH97、FGH98、FGH91 合金。 轮叶片首单晶高温合金。涡轮叶片是航空发动机中工作条件恶劣也是关键 的部件。其结构与材料的不断改进成为航空发动机性能提升的关键因素之一。常用第三 代单晶高温合金 CMSX-10，第四代单晶高温合金 EPM-102，近年来日本又相继成功的 研制出承温能力更高的第四、五、六代单晶合金 TMS-138，TMS-162，TMS-238 等，我 国自主研发的第三代 DD9 主要应用于太行改进型发动机的叶片制造。2.1.2 军机与民机需求增长航空发动机领域对高温合金的需求分为军用市场和民用市场。随着国内对航空发动 机自主研发的力度加大以及“两机”重大专项、“飞发分离”等政策的落实，产业发展 日渐加速。航发动力作为我国航空发动机一总装单位，航空发动机制造业务营业收入 由 2014 年的 150 亿元增加至 2020 年的 2626亿元，年复合增速在 9.7%、2020 年增速达 18.8%。以航发动力 2020 年航空发动机制造营业成本 223 亿元计算，原材料成本约占全 部营业成本的 30%、其中高温合金占原材料成本的 50%左右，推算航发产生的高温合金板需求约为 44.68亿元。www.wxyztg.cn