合金领域对镍的需求具有结构性特征,占原生镍的消费比例并不多,但与不锈钢和新能源领域不同的是其需求以精炼镍为主。

根据行业资讯商的划分,镍的合金消费主要可以分为镍合金和其他特钢。对于镍合金的划分,以上海有色网的分类为例,镍合金可以进一步拆分为高温合金、耐腐合金、电热合金、软磁合金、膨胀合金和镍合金焊接材料等。而特钢是指在普碳钢中添加合金元素所形成的铁碳合金。在合金特钢中,镍可以起到增加强度,提高良好的塑形韧性、耐热和耐腐蚀性。因此,合金特钢被广泛用于医疗器械、交通运输和各类其他日常用品等传统行业。

镍合金单月消耗量在5000~8000吨,而特钢的单月消耗量较高,在6000~9000吨。但是,镍合金消费中高温合金、耐腐合金、软磁合金和膨胀合金等被广泛用于新兴行业,因此,未来潜在增量将来源于镍合金领域。从图1中可以看出,2022年镍合金和特钢的镍需求量分别同比变化19.3%、-0.9%,特钢部分的镍需求量有小幅下滑。

图1　镍合金和特钢需求量和同比变化

资料来源:钢联,国泰君安期货。

高温合金、耐腐合金、电热合金、软磁合金、膨胀合金和其他镍合金对镍的需求占比分别约为75.5%、9.9%、3.6%、2.3%、6.3%和2.4%。

高温合金在镍合金领域的消费中占据主导地位。其能在600℃以上的高温和一定的高压下长期工作,被广泛用于军用航空、民用航空、舰船燃气轮机、核能发电、燃气发电和汽车涡轮等领域。其中,军用飞机和舰船等属于军事工业。此外,含镍量不同的高温合金有着不同的用途,一般来说,镍含量高于50%的高温合金常应用在关键热端部件材料(约1000℃),比如涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、燃烧室等,而镍含量在25%~60%的高温合金主要应用在工作温度较低的区域(600℃~850℃),比如涡轮盘、机匣和轴等零件。

当前,国内主要高温合金企业正迈入投产周期的高峰阶段,进口依赖度有望在长周期内进一步降低。国内主要高温合金上市公司包括:抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导、隆达股份等(见表1)。通过梳理2019—2022年各大企业的公司公告,在有关高温合金增产、技术改造和研发中心建设等项目规划的披露信息中可以看出,高温合金项目建设周期一般为2~3年。因此,2022—2025年将成为高温合金的产能扩张周期。此外,2020年项目公告较为密集,由此推断,2022年、2023年将成为高温合金增产的重要阶段,若产能可以顺利落地,我国高温合金自供比例或将进一步提升。

表1  高温合金项目建设统计

资料来源:公司公告,公开资料整理。

耐腐合金在防腐材料中具有优秀的综合性能,相较于不锈钢和其他防腐材料,耐腐合金具有更强的抗腐蚀、抗高温的能力,常被广泛用于石化、能源等重大工程领域。在含镍量上,耐腐合金含镍量一般为30%~40%,同时在实际运用中,可以根据相应需要在耐腐合金生产过程加入铬、铜、钼、钨等其他金属元素,从而满足不同环境下的耐腐蚀要求。常见的镍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合金兼具镍和铜的优点,在还原性介质中比镍基合金的耐腐性能更强,在氧化性介质中比铜更耐腐。因此,Ni-Cu合金通常应用于高温同时具备荷载情况下的耐腐零件与设备,比如输送浓碱液的泵、阀门等。此外,镍铜合金因具备强度高、抗腐蚀性强以及无磁性的特质,在无火花工具、船用螺旋桨轴等零件制作方面使用较多。至于Ni-Mo合金和Ni-Cr合金,前者主要应用于强还原性介质中,而后者主要是应用于强氧化性介质。

除了高温合金和耐腐合金外,其他几类常见合金在合金领域镍消费中占比较小。比如电热合金,一般利用金属的电阻特性制作发热体,其含镍量一般在20%~80%,应用领域主要包括工业电炉、实验室电炉和家用电器的电加热元件等。软磁合金含镍量在50%~80%,其是一种在外磁场作用下容易磁化而去除外磁场后磁感应强度又基本消失的磁性合金,基于这种特殊性能,软磁合金在无线电电子工业、精密仪器仪表等领域得到广泛运用。