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新材料是面向未来的战略必争领域之一。高温合金等材料， 是支撑和保障“制造强国”、“军民融合”等国家重大战略的关键核心材料，其质量和性能直接影响甚至决定着航空航天、舰 船、电力等先进装备的性能。与美国相比，我国高温合金性能水平低、质量稳定性差、成本价格高，航空发动机、重型燃气 轮机等用高温合金严重依赖进口，同时，美国禁止高等级高温合金材料出口，致使高温合金成为我国“两机工程”的卡脖子问题，进而严重影响着国家安全。如何提升我国高温合金材料的自主保障能力，值得认真研究。

1、提升我国高温合金材料保障能力迫在眉睫

高温合金严重依赖进口，重要装备制造受制于人。经过近 60 年的努力，我国已建立起自己的高温合金体系，但高温合金性能水平低、质量稳定性差、成本价格高的问题并没有得到根本解决， 目前仍有超过 40%的高温合金依赖进口。以航空发动机用量最大的 GH 4169 高温合金棒材为例，从性能水平看，该材料在美国共有 28 个等级，其中仅仅有中低等级的产品允许向我国出口，即使如此，这些产品的品质也优于国内同类产品。从质量稳定性看，国内不同厂家、不同批次的材料，甚至同批材料的不同位置，性能波动也较大，产品合格率仅 50%-60%。从成本看，国产产品售 价为 35 万元/吨，自美国进口的同规格产品售价仅23 万元/吨， 价格差距超过 50%。高温合金不能自给，成为“两机”等重大工 程的卡脖子环节，一旦遇到出口管制，将严重影响我国装备的及时保障和能源的稳定供应，并威胁国家安全。

现有生产模式落后，严重制约了快速制造。我国高温合金及航空发动机零部件采用“长流程、五环节”的生产模式，材料生产周期长、零部件制造环节多。一方面，受“返回料生产的产品 是次品”、军工不计成本、返回料回收无认证等理念和机制影响， 我国的材料生产要求使用矿冶新料作为原料，工艺流程长、绿色 制造水平低。而美国采用闭环再生的短流程模式，对比来看，可减少 80%的工序、78%的能源消耗和 95%的污染排放。另一方面， 零部件制造被分成主机设计、材料研发、材料生产、模锻加工和精细加工五个环节，分别由不同企业负责，相互间存在着较高的技术和管理壁垒，上下游衔接不畅，易造成研发、生产、应用相脱节。这种生产模式使得企业高温合金产品生产效率低、产业化进程缓慢，难以满足快速制造要求。

返回料管理混乱，材料浪费和“失密”潜在风险大。我国尚未将返回料上升到战略资源高度，相关法规制度缺失，有效回收和全流程监管尚未建立，返回料几乎全部被降级使用、低值利用。 比如，在航空发动机生产中，超过 90%的原材料会成为返回料， 国内加工企业将其作为“废料”混杂堆放，致使价值几十万元/ 吨的航空级材料被以几万元甚至更低的价格处理，用于普通不锈钢生产。同时，回收流通渠道的混乱，可能使携带“信息”的返回料、报废装备及核心部件流失。目前，国外多家回收公司已在 我国设立分支机构或办事处，回收网络延伸至各行业，废料和报废装备的外流，存在着泄密隐患，进而可能危及相关的材料参数、 装备信息、企业秘密和我国匮乏的战略金属消耗等信息安全。

2、美国高温合金材料发展经验

高温合金零部件快速制造模式。美国采用“短流程、两环 节”的快速制造模式，材料企业大量使用回收再生的返回料， 向装备企业直接提供高温合金零部件，研发制造周期大幅缩短。 例如，美国精密机件公司（PCC）向上游开展返回料的回收再生，向下游开展零部件的粗加工，产品均以“零部件”形式向 主机厂供货，主机厂仅需要精加工后就可直接装机。同时，材料研发制造由一家企业负责，为保持行业领先优势，注重主动正向研发，且由于环节少，使得研发和推广应用速度快。这种模式实现了产业链的纵向集成，有效缩短了研发生产周期，装备快速制造能力大幅提升。

高温合金返回料闭环再生利用模式。美国从 20 世纪 70 年代 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，返回料再生 利用率达到 70%-90%。返回料均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，美国阿勒格尼技术公司（ATI）表示，“ATI 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、 罗罗、GE 等终端用户都是利用制度对供应商的返回料回收标准、 数量等提出明确要求。

废旧装备拆解再利用模式。废旧装备是返回料的主要来源之一，美国高度重视军用和民用废旧装备的拆解再利用。在军用领域，美国国防部成立了专门的物资再利用和销售服务处， 统管美军报废、退役装备的处置，同时指定地方公司独家负责，并建有航空航天维护与再生中心，对拆解的零部件严格分类， 不适合直接利用和再制造的部件被用于再生。在退役民机领域， 波音公司发起成立了飞机回收协会，年拆解量超过百架，其中 近 90%的部件和材料被回收再利用，可提供千吨特种合金。这 一模式有效保证了高温合金返回料来源的稳定可靠，也消除了 材料“失密”的风险。

3、发展建议

实施高温合金闭环再生示范工程。我国已经具备开展高温 合金闭环再生的技术基础。过去，制约高温合金闭环再生的关 键技术和核心装备主要集中在国外公司手中，并高度保密。经过十多年的自主研发，我国已有企业掌握了返回料的绿色清洗 技术，并为英国罗罗公司的高温合金闭环再生提供相应服务。 为加快实现高温合金的闭环再生，一是建议尽早启动工业强基 工程中与高温合金相关的“一揽子”突破行动、“一条龙”应用 计划，在“两机”专项能力建设中设立高温合金高值、高效、 高技术闭环再生利用专题。二是按照美国“两环节、短流程” 模式，推动主机厂将通用机加业务外包，依托行业龙头打造高 温合金闭环再生利用示范线，推动再生材料在航空发动机上的示范应用，培育高温合金闭环再生军民融合创新示范基地。三 是组织重点企业和计量测试机构，建立“高温合金和再生产品测试评价认证行业平台”，开展性能检测、质量评估、模拟验证、 数据分析、表征评价和检测认证等服务。

规范返回料精细化分类回收。我国已具备返回料的精细化分类回收能力。企业在履行国外委托加工合同时，均按外方要求进行了严格的分类回收，并返回给委托方。国内企业在产品生产或委托加工合同执行时，并未对返回料实行严格分类回收。为推动返回料的精细化分类回收，一是制定关键战略材料目录和回收再利用行业准入条件，出台关键战略材料返回料回收利用保密管理要求，将高温合金返回料纳入国家战略资源，实行回收、储存、 销售、运输、再生利用等全流程保密管理。二是对高温合金等关键战略材料返回料实行生产者责任制度，建立以标准化分类分级、各环节联单转移、公共信息服务平台为核心的返回料资源化精细回收体系，并在各军工集团强制推行。

推动废旧装备拆解再利用。我国目前尚未启动废旧装备的拆解再利用。一方面，国内对废旧武器装备的拆解回收再利用缺乏顶层规划，致使报废或退役的军事装备大量囤积在仓库，没有进行拆解和零部件的精细化分类，再生利用更是无从谈起。另一方面，我国民航飞机将在十几年后迎来大规模的老龄化，届时退役飞机的处理将成为重大问题。然而，国内飞机拆解仍停留在个案阶段，尚无涉及飞机拆解的全国基地。为保障返回料来源的充足和稳定，一是应以废旧军用航空发动机拆解再利用为切入点，依托高温合金再生利用骨干企业，建立全国拆解中心，构建信息管理云平台，建设关键备品备件智能化仓库，推动零部件的再利用、 再制造和回收利用，完成材料脱密，适时将废旧武器装备拆解向全军推广。二是提早布局飞机拆解基地，联合飞机制造企业、维修企业、航空器材销售企业、回收利用企业等，建立专业化大型飞机拆解公司，推动飞机拆解产业化。

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