先进金属材料行业特性及细分应用竞争格局主要壁垒构成
随着生产工艺及科学技术的不断发展,在原有材料科学的范畴下逐渐衍生出了新材料这一分支,一般指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料。先进金属材料是新材料的重要组成部分,具备良好耐高温、耐蚀性能或某种特定的环境适应性,可用于航空航天、燃气轮机、核工程、石油化工等国民经济关键领域,也是国防现代化的重要支撑。先进金属材料包括高温合金、高性能合金、高品质特殊钢、高纯稀有金属材料及高端稀土功能材料等。
资料来源:普华有策
1、先进金属材料行业特性
(1)周期性
高温及高性能合金和特种不锈钢应用于航空航天、核工程、燃气轮机及汽轮机、石油化工等国民经济重要领域。行业与宏观经济关系波动相关,受单一行业的影响较小。其中特种不锈钢产品主要应用于石油化工行业。国际油气价格的大幅波动将影响油气开采及石油制品的需求,相关业务可能因石油天然气价格大幅波动而呈现出一定的周期性。
(2)区域性
高温合金行业不存在明显的区域性;耐蚀合金及特种不锈钢行业具有一定的区域性,主要集中在华东地区,主要因为长三角地区是我国耐蚀合金及不锈钢加工与流通的核心区域,聚集了一批新型高端材料生产厂商。
2、行业经营模式
高温及高性能合金、高品质特种不锈钢等特种合金产品在产品定价上主要采用产品成本加成以获取合理的利润的模式。采购模式上,基本采用“以产定购+安全库存”的模式,所需原材料直接向市场采购。生产模式上,基本采用“以销定产”,根据客户订单进行定制生产。销售方式上,主要以直销的方式进行,也存在通过贸易商进行销售的方式。
3、高温合金循环再生应用情况
高温合金在加工流程中会产生大量返回料,以高温合金的尖端应用航空发动机为例,由于需要充分考虑强度、空气动力、减重等要求,零件加工环节多、形状复杂、精度要求高,导致材料有效利用率非常低,一般情况下超过90%的材料会成为返回料。高温合金循环再生应用指在高温合金的制造过程中使用加工流程中产生的返回料,通过严格的牌号分级管理、分选清洗,再重新经过真空提纯、重熔、锻铸造等精加工流程形成高温合金材料的制备模式。
国际方面,美国从20 世纪 70 年代起开展高温合金返回料的再生利用,目前已形成技术成熟、体系完善、返回料严格分类回收和再生利用的全产业链闭环模式,在高温合金生产过程中返回料使用比例达到 70%-90%。返回料经过多次真空提纯和精炼,再生利用后的纯净度水平和各项指标稳定性均优于矿冶新料,使得再生材料的质量和稳定性水平大幅提升,同时还可降低成本 30%以上。比如,美国 Allegheny Technologies Incorporated(“ATI”)公司即表示更愿意使用返回料,生产的产品质量更好,生产更简捷。波音、洛克希德 马丁、罗尔斯罗伊斯、通用电气等终端用户均建立相应制度对供应商的返回料回收标准、数量等提出明确要求。
国内方面,我国高温合金行业经历了从仿制到自主创新的历程,已初步建立完整的高温合金研制体系,但与世界领先水平相比,我国高温合金在产品杂质元素控制、均匀性、稳定性、成本控制等方面仍存在一定差距。以变形高温合金典型牌号GH4169 为例,国外同牌号产品成本相较国内更低,且材料的夹杂物控制更好、稳定性更强、晶粒度级差更小。形成上述差异的部分原因是因为国外已经建立了完整的返回料回收体系及配套分级管理系统,而我国在这方面仍然缺失技术和标准,一定程度上限制了我国高温合金制造产业的发展。同时,返回料缺乏统一的管理,大部分返回料仅能降级利用,部分返回料存在出口处理的情况,还存在泄密隐患,可能涉及相关的装备信息、材料参数等关键战略信息安全。综上,做好高温合金返回料的再生应用,对于提高我国高温合金的质量和稳定性、降低成本、保障战略资源安全具有重要意义。