01 增材制造正在拓展高温合金的加工选择 高温合金市场正朝着增材制造方向发展,以制造复杂的高温部件。镍基高温合金加工难度大、成本高,而增材制造工艺可以直接利用金属粉末构建复杂形状,从而减少材料浪费。这对于需要内部通道或难以通过传统方法制造的几何形状的涡轮机和能源部件尤为重要。因此,供应商正在开发具有可控化学成分和颗粒特性的特种高温合金粉末。美国能源部也认为电子束粉末床熔融和选择性激光熔化是更高效地生产高温镍基高温合金部件的有效途径,尽管在更广泛的工业应用之前,仍存在认证和工艺控制方面的挑战。 2025 年 6 月,美国能源部支持的一个项目报告称,使用先进的增材制造材料技术成功演示了一种通用燃气轮机叶片。
01 商用喷气发动机生产正在增加高温合金的消耗 商业航空的增长是主要驱动力,因为现代喷气发动机在盘片、叶片、导叶、环、壳体和轴等部件中大量使用镍基高温合金。这些材料在传统金属会失去机械性能的高温下仍能保持强度。新型发动机为了提高燃油效率,运行温度也更高,这进一步提升了先进高温合金的技术价值。ATI公司报告称,到2025年,商业航空航天仍将是其高性能材料业务的主要增长来源。其商业航空航天销售额增长了13%,主要得益于商用喷气发动机销售额增长了21%。这直接支撑了对真空熔炼合金、高温合金粉末、锻件和其他高温材料的需求。
01 昂贵的合金元素导致生产成本居高不下 高温合金需要严格控制镍、钴、铬例如钼、铌、钨和其他特种元素。这些材料必须经过复杂的熔炼、锻造、热处理、机械加工和检验等工序。这使得其生产比普通结构金属复杂得多。此外,不同生产国的原材料状况也可能迅速变化。美国地质调查局(USGS)估计,2025年全球镍矿产量将达到390万吨,但由于价格低迷,澳大利亚多家矿场进入维护保养状态,预计产量将下降54%。这种变化表明,矿产经济状况会如何影响供应。因此,高温合金制造商面临着持续的压力,需要控制原材料库存、采购成本和合格的供应来源。
01 工业燃气轮机为商业航空以外的领域创造增长 工业燃气轮机蕴藏着巨大的发展机遇,因为发电设备与商用飞机发动机一样,需要在严苛的高温、氧化和机械应力环境下运行。镍基高温合金广泛应用于涡轮叶片和其他高温气流通道部件,其更高的耐温性能有助于提升效率。随着公用事业公司、数据中心和工业设施对可靠发电能力的投资,市场对镍基高温合金的需求有望进一步增长。豪迈航空航天公司(Howmet Aerospace)已开始生产用于工业燃气轮机和飞机发动机的镍基高温合金精密铸件和叶片,这表明成熟的航空航天冶金技术可以应用于能源领域。这为高温合金生产商提供了多元化销售的机会,同时还能供应高价值的铸件、环件、涂层和其他耐高温部件。
01 复杂的制造和认证流程导致产能扩张缓慢 由于高温部件对化学成分、微观结构、力学性能和尺寸精度要求极高,因此超合金生产的规模化生产十分困难。其制造工艺包括真空熔炼、粉末加工、定向凝固、单晶铸造、锻造、热处理、涂层、机械加工和先进检测等。美国能源部指出,对于涡轮叶片而言,传统的定向凝固单晶生产工艺耗时耗力。新的制造工艺可以减少这些限制,但必须展现出可重复的材料性能才能得到广泛的工业应用。随着需求的增长,生产商必须在不降低质量的前提下提高产量,这使得合格的设备、熟练的冶金人员、工艺控制、检测能力和客户验证成为重要的瓶颈。
2025年6月:PTC Industries 的子公司 Aerolloy Technologies Ltd. 与 Safran Aircraft Engines 签署了一份谅解备忘录 (MoU),将在印度生产用于军用飞机发动机的超合金和钛部件及材料,从而加强印度国内航空发动机的制造能力。