合金領域對鎳的需求具有結構性特征,占原生鎳的消費比例并不多,但與不銹鋼和新能源領域不同的是其需求以精煉鎳為主。

根據(jù)行業(yè)資訊商的劃分,鎳的合金消費主要可以分為鎳合金和其他特鋼。對于鎳合金的劃分,以上海有色網(wǎng)的分類為例,鎳合金可以進一步拆分為高溫合金、耐腐合金、電熱合金、軟磁合金、膨脹合金和鎳合金焊接材料等。而特鋼是指在普碳鋼中添加合金元素所形成的鐵碳合金。在合金特鋼中,鎳可以起到增加強度,提高良好的塑形韌性、耐熱和耐腐蝕性。因此,合金特鋼被廣泛用于醫(yī)療器械、交通運輸和各類其他日常用品等傳統(tǒng)行業(yè)。

鎳合金單月消耗量在5000~8000噸,而特鋼的單月消耗量較高,在6000~9000噸。但是,鎳合金消費中高溫合金、耐腐合金、軟磁合金和膨脹合金等被廣泛用于新興行業(yè),因此,未來潛在增量將來源于鎳合金領域。從圖1中可以看出,2022年鎳合金和特鋼的鎳需求量分別同比變化19.3%、-0.9%,特鋼部分的鎳需求量有小幅下滑。

圖1　鎳合金和特鋼需求量和同比變化

資料來源:鋼聯(lián),國泰君安期貨。

高溫合金、耐腐合金、電熱合金、軟磁合金、膨脹合金和其他鎳合金對鎳的需求占比分別約為75.5%、9.9%、3.6%、2.3%、6.3%和2.4%。

高溫合金在鎳合金領域的消費中占據(jù)主導地位。其能在600℃以上的高溫和一定的高壓下長期工作,被廣泛用于軍用航空、民用航空、艦船燃氣輪機、核能發(fā)電、燃氣發(fā)電和汽車渦輪等領域。其中,軍用飛機和艦船等屬于軍事工業(yè)。此外,含鎳量不同的高溫合金有著不同的用途,一般來說,鎳含量高于50%的高溫合金常應用在關鍵熱端部件材料(約1000℃),比如渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、燃燒室等,而鎳含量在25%~60%的高溫合金主要應用在工作溫度較低的區(qū)域(600℃~850℃),比如渦輪盤、機匣和軸等零件。

當前,國內(nèi)主要高溫合金企業(yè)正邁入投產(chǎn)周期的高峰階段,進口依賴度有望在長周期內(nèi)進一步降低。國內(nèi)主要高溫合金上市公司包括:撫順特鋼、鋼研高納、圖南股份、西部超導、隆達股份等(見表1)。通過梳理2019—2022年各大企業(yè)的公司公告,在有關高溫合金增產(chǎn)、技術改造和研發(fā)中心建設等項目規(guī)劃的披露信息中可以看出,高溫合金項目建設周期一般為2~3年。因此,2022—2025年將成為高溫合金的產(chǎn)能擴張周期。此外,2020年項目公告較為密集,由此推斷,2022年、2023年將成為高溫合金增產(chǎn)的重要階段,若產(chǎn)能可以順利落地,我國高溫合金自供比例或將進一步提升。

表1  高溫合金項目建設統(tǒng)計

資料來源:公司公告,公開資料整理。

耐腐合金在防腐材料中具有優(yōu)秀的綜合性能,相較于不銹鋼和其他防腐材料,耐腐合金具有更強的抗腐蝕、抗高溫的能力,常被廣泛用于石化、能源等重大工程領域。在含鎳量上,耐腐合金含鎳量一般為30%~40%,同時在實際運用中,可以根據(jù)相應需要在耐腐合金生產(chǎn)過程加入鉻、銅、鉬、鎢等其他金屬元素,從而滿足不同環(huán)境下的耐腐蝕要求。常見的鎳基耐腐合金主要包括Ni-Cu合金、Ni-Mo合金和Ni-Cr合金等。其中,Ni-Cu合金兼具鎳和銅的優(yōu)點,在還原性介質中比鎳基合金的耐腐性能更強,在氧化性介質中比銅更耐腐。因此,Ni-Cu合金通常應用于高溫同時具備荷載情況下的耐腐零件與設備,比如輸送濃堿液的泵、閥門等。此外,鎳銅合金因具備強度高、抗腐蝕性強以及無磁性的特質,在無火花工具、船用螺旋槳軸等零件制作方面使用較多。至于Ni-Mo合金和Ni-Cr合金,前者主要應用于強還原性介質中,而后者主要是應用于強氧化性介質。

除了高溫合金和耐腐合金外,其他幾類常見合金在合金領域鎳消費中占比較小。比如電熱合金,一般利用金屬的電阻特性制作發(fā)熱體,其含鎳量一般在20%~80%,應用領域主要包括工業(yè)電爐、實驗室電爐和家用電器的電加熱元件等。軟磁合金含鎳量在50%~80%,其是一種在外磁場作用下容易磁化而去除外磁場后磁感應強度又基本消失的磁性合金,基于這種特殊性能,軟磁合金在無線電電子工業(yè)、精密儀器儀表等領域得到廣泛運用。