根據(jù)工信部《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”》規(guī)劃（下稱《規(guī)劃》），高端金屬結(jié)構(gòu)材料是指較傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)材料具有更高的強(qiáng)度、韌性和耐高溫、抗腐蝕等性能的金屬材料。
具體而言，高端金屬結(jié)構(gòu)材料主要包括高品質(zhì)特殊鋼、鋁合金、鎂合金和鈦合金四大類(lèi)別，涉及65種重點(diǎn)產(chǎn)品目錄。
其中，高品質(zhì)特殊鋼和鋁合金最為常見(jiàn)，技術(shù)相對(duì)成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣。高品質(zhì)特殊鋼廣泛應(yīng)用于核電、汽車(chē)、航空航天、造船等產(chǎn)業(yè)，鋁合金則主要應(yīng)用于運(yùn)輸工業(yè)領(lǐng)域。
鎂合金和鈦合金則因其優(yōu)異的性能，近年來(lái)備受青睞。在美國(guó)，55%以上的鈦合金都被用來(lái)發(fā)展航空航天等高端科技領(lǐng)域，鎂合金則在消費(fèi)電子、醫(yī)療、汽車(chē)等領(lǐng)域出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，大有替代鋁合金等傳統(tǒng)合金之勢(shì)。
根據(jù)理財(cái)周報(bào)的統(tǒng)計(jì)，目前二級(jí)市場(chǎng)上世紀(jì)高端金屬結(jié)構(gòu)材料的公司有42家，其中絕大多數(shù)都是特殊鋼和鋁合金的生產(chǎn)商，而涉及前沿鎂合金和鈦合金生產(chǎn)的公司僅有6家，且技術(shù)水平與國(guó)外仍有明顯差距。
最具想象力的金屬：鎂合金
在此前的研究中我們已介紹過(guò)，結(jié)構(gòu)材料指以力學(xué)性能為主的工程材料；而高性能結(jié)構(gòu)材料一般指具有更高的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等力學(xué)性能，并適應(yīng)特殊環(huán)境要求的結(jié)構(gòu)材料。在材料科學(xué)領(lǐng)域，除了高性能結(jié)構(gòu)材料，還有新型功能材料和先進(jìn)復(fù)合材料。
本期高端金屬機(jī)構(gòu)材料中研究的品種，主要是高品質(zhì)特殊鋼以及鋁合金、鎂合金以及鈦合金，下面來(lái)逐一認(rèn)識(shí)一下這些新材料。
根據(jù)《規(guī)劃》，高品質(zhì)特殊鋼“以滿足裝備制造和重大工程需求為目標(biāo)，發(fā)展高性能和專用特種優(yōu)質(zhì)鋼材。”重點(diǎn)發(fā)展的特殊鋼分為五大類(lèi)別，分別是核電用鋼、超超臨界火電用鋼、高品質(zhì)不銹鋼、高性能汽車(chē)鋼和其他高品質(zhì)特殊鋼。
其中涉及的重點(diǎn)產(chǎn)品包括核島壓力容器鋼板、700℃蒸汽參數(shù)超超臨界火電機(jī)組用鋼、超純鐵素體不銹鋼、高品質(zhì)軸承鋼等34種，占據(jù)了高端金屬材料重點(diǎn)產(chǎn)品目錄的一半以上。
生產(chǎn)這些高品質(zhì)特殊鋼的的關(guān)鍵技術(shù)，是開(kāi)發(fā)超高純鐵（S+P＜35ppm）冶煉、大規(guī)格鑄錠熔鑄、大鍛件最佳化學(xué)成分配比、成型和熱處理工藝技術(shù)，低成本、低能耗高品質(zhì)特鋼流程技術(shù)，關(guān)鍵裝備則是開(kāi)發(fā)高功率（單槍功率≥500Kw）電子束爐和等離子爐，大型特鋼精煉真空電渣爐。
高特質(zhì)特殊鋼上游行業(yè)是黑色金屬冶煉，而下游的應(yīng)用則包括核電、汽車(chē)、航空航天、造船等產(chǎn)業(yè)，二級(jí)市場(chǎng)中涉及高品質(zhì)鋼生產(chǎn)的企業(yè)有15家。其中，飛機(jī)制造和船舶制造由于兼?zhèn)?ldquo;航天軍工”概念，符合戰(zhàn)機(jī)和航母制造標(biāo)準(zhǔn)的特殊鋼生產(chǎn)企業(yè)具備較大的想象力。
為進(jìn)一步突出高品質(zhì)特殊鋼的發(fā)展地位，《規(guī)劃》還將“高性能鋼鐵材料專項(xiàng)工程”列為十二五期間的十大重點(diǎn)工程之一，工程目標(biāo)是“到2015年，形成年產(chǎn)高品質(zhì)鋼800萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力，基本滿足核電、高速鐵路等國(guó)家重點(diǎn)工程以及船舶及海洋工程、汽車(chē)、電力等行業(yè)對(duì)高性能鋼材的需要。”
鋁合金方面，共包括高性能鋁合金半固態(tài)坯料及零件、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓葉輪材料、深冷鋁合金板材等9種重點(diǎn)產(chǎn)品。由于鋁合金的生產(chǎn)工藝和技術(shù)也相對(duì)比較成熟，二級(jí)市場(chǎng)上涉及鋁合金生產(chǎn)的企業(yè)也比較多，共有21家。
鋁合金由于性價(jià)比較高，在下游的應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛：在汽車(chē)、航空航天、高鐵、地鐵等運(yùn)輸工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用尤為常見(jiàn)。
鋁合金與鎂合金、鈦合金統(tǒng)稱為高強(qiáng)輕型合金材料，被《規(guī)劃》列入十二五期間的十大重點(diǎn)發(fā)展工程之一。鋁合金發(fā)展的目標(biāo)，是“到2015年，關(guān)鍵新合金品種開(kāi)發(fā)取得重大突破，形成高端鋁合金材30萬(wàn)噸。”
鈦合金方面，十二五期間重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品有優(yōu)質(zhì)寬幅冷軋純鈦板材、鈦及鈦合金帶材等10種，主要應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天、核電和海洋裝備等方面。“鈦合金十二期間的發(fā)展目標(biāo)，是到2015年，形成高端鈦合金材2萬(wàn)噸。”
“鈦合金目前仍處于精深加工技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化階段。國(guó)外鈦及其合金加工的主要企業(yè)有美國(guó)timet公司、rmi公司、俄羅斯的vsmpo公司，日本的神戶制鋼和住友公司，他們代表了世界鈦及其合金加工材料生產(chǎn)技術(shù)的最高水平。”中信建投研究員高方宏對(duì)記者表示，“國(guó)內(nèi)掌握這些技術(shù)的公司寶鈦股份(600456,股吧)（600456.SH）、西部材料(002149,股吧)（002149.SZ）等。”
高端金屬結(jié)構(gòu)材料中最具想象力的，無(wú)疑是鎂合金。
消費(fèi)電子和醫(yī)療新看點(diǎn)
鎂合金是壓鑄常用合金中最輕的金屬，密度是鋁的三分之二、鋼的四分之一，具有比重輕，強(qiáng)度高、阻尼性及切削加工性好、導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽能力強(qiáng)以及減振性好和易于回收等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足汽車(chē)工業(yè)減重以及通迅電子器件高度集成化和輕薄小型化的要求。
《規(guī)劃》中，鎂合金包括耐熱鑄造鎂合金、高性能鎂合金擠壓型材等12種重點(diǎn)產(chǎn)品，并提出“到2015年，要形成高強(qiáng)鎂合金壓鑄及型材和板材15萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力”的目標(biāo)。不過(guò)，受生產(chǎn)成本和技術(shù)制約，二級(jí)市場(chǎng)上涉及鎂合金生產(chǎn)的僅有云海金屬(002182,股吧)（002182.SZ）和宜安科技(300328,股吧)（300328.SZ）等寥寥幾家企業(yè)。
在下游應(yīng)用領(lǐng)域方面，隨著生產(chǎn)成本的降低，鎂合金憑借其優(yōu)異的性能，在汽車(chē)、航空航天、醫(yī)療器械、3C產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用快速增長(zhǎng)，并逐步替代鋁合金等傳統(tǒng)合金。
以目前最為炙手可熱的3C消費(fèi)電子領(lǐng)域?yàn)槔?，無(wú)論是蘋(píng)果的iphone5還是三星的S4等高端產(chǎn)品均增加了鎂合金的使用，使其外觀更輕薄和時(shí)尚。據(jù)悉，采用鎂合金替代鋼片，重量可減輕75%。此外，鎂合金還可100%簡(jiǎn)單再生使用，為“綠色環(huán)保”材料。國(guó)金證券(600109,股吧)預(yù)計(jì)，“未來(lái)鎂合金制品在消費(fèi)電子領(lǐng)域需求將有望保持50%以上高速增長(zhǎng)。”
此外，宜安科技與aapImplantateAG投資合作開(kāi)展“生物可降解醫(yī)用鎂合金植入物”項(xiàng)目。雖然該項(xiàng)目尚未有上市產(chǎn)品，但鎂合金在生物醫(yī)療方面的廣闊前景可見(jiàn)一斑。
