力学性能、耐腐蚀性能优势显著，高强度不锈钢成长空间广阔

事件：2024年1月19日，蓝箭航天朱雀三号火箭垂直返回首次试飞成功。 朱雀三号是是我国首款不锈钢液体运载火箭，其贮箱结构采用高强度不锈钢材料，在材料选型、结构形式、焊接工艺与生产设备方面均具有高度原创性。 高强度不锈钢力学性能&耐腐蚀性能显著优于普通不锈钢 高强度不锈钢，是指强度明显高于通用不锈钢的特殊钢种。通常把抗拉强度高于800MPa、屈服强度高于500MPa的不锈钢称为高强度不锈钢，当屈服强度高于1380MPa则称为超高强度不锈钢。高强度钢是随航空、航天等国防军工技术的发展，为弥补通用钢铁材料比强度低、耐腐蚀性差而发展起来的高强度钢，目前已经历四代钢种的发展。通过相变强化和第二相析出强化相结合，高强度不锈钢具备高强度、高塑韧性及耐腐蚀性等性能优势，力学性能和耐腐蚀性能显著优于普通不锈钢，目前已广泛用于航空航天、海洋工程等领域。 高强度不锈钢成为众多高科技领域主承力部件的首选材料 高强度不锈钢因其优异的强韧性匹配、较高的比强度、良好的焊接性、耐蚀性、尺寸稳定性、简单的热处理工艺以及较好的热加工性能，成为航空、航天、海洋、石化工程等高端制造业领域的重要原材料之一。航空领域，高强度不锈钢已广泛应用于飞机起落架、机翼大梁、轴承、大锻件、货仓等，采用高强度不锈钢制造的飞机结构件具有体积小、稳定性高且使用寿命长等优势。航天领域，朱雀三号火箭贮箱结构采用高强度不锈钢材料，在材料选型、结构形式、焊接工艺与生产设备方面均具有高度原创性。民用领域，随着我国经济的迅速发展，高强度不锈钢得到了广泛的民用，例如火电机组叶片、水电站水轮机转轮、医疗器械等。从未来的发展趋势来看，高强度不锈钢有望为军民一体化的制造工业提供源源不断的新材料支撑。 研发&产业化进展迅速，高强度不锈钢需求空间逐步打开 研发方面，2018年科技日报公布了中国亟需突破的被“卡脖子”的35项关键技术，高强度不锈钢赫然在列，而后我国科学家在材料设计、热处理工艺和性能评价等方面取得了一系列进展，研发出多种高强度不锈钢。产业化方面，我国高强度不锈钢的生产商主要有抚顺特钢、永兴材料等，近年来抚顺特钢不锈钢业务收入逐年攀升，永兴材料采用不锈钢废料为主要原料生产高强度不锈钢，具备原材料成本优势。高强度不锈钢具备优异的力学性能&耐腐蚀性能，我们认为随着研发不断深入和生产工艺的逐步完善，在航空航天等下游应用强劲拉动下，高强度不锈钢需求空间逐步打开，国产替代进程有望加速，建议关注行业及相关公司进展。 风险提示：技术发展不及预期风险；下游需求不及预期风险；产业政策推进不及预期风险。 1.高强度不锈钢：力学性能&耐腐蚀性能显著优于普通不锈钢 高强度不锈钢，是指强度明显高于通用不锈钢的特殊钢种。通常把抗拉强度高于800MPa、屈服强度高于500MPa的不锈钢称为高强度不锈钢，当屈服强度高于1380MPa则称为超高强度不锈钢。高强度钢是随航空、航天等国防军工技术的发展，为弥补通用钢铁材料比强度低、耐腐蚀性差而发展起来的高强度钢，一般包括沉淀硬化不锈钢（简称PH钢）、马氏体时效不锈钢、冷作硬化不锈钢3类。其中，马氏体沉淀硬化不锈钢能达到的抗拉强度最高，是未来的高强度不锈钢发展方向。通过相变强化和第二相析出强化相结合，高强度不锈钢具备高强度、高塑韧性及耐腐蚀性等性能优势，力学性能和耐腐蚀性能显著优于普通不锈钢，目前已广泛用于航空航天、海洋工程等领域。 从发展历程来看，高强度不锈钢自上世纪40年代诞生的第一个stainless W沉淀硬化不锈钢以来，已经历四代钢种的发展。美国Armco公司于1948年开发了第一代高强度不锈钢，典型的为17-4PH和17-7PH，至今仍在广泛使用，且用量最大。在1970年前后，美国发明了PHl3-8Mo和Custom450等钢，1990年以后开发了Custom465，为第二代典型高强度不锈钢的代表，自此高强度不锈钢的强度由1400MPa级别提高到1800MPa级别。进入二十一世纪，美国Ques Tek公司发明了Ferrium S53钢，将强度级别提高到1900MPa的水平，进入了第三代高强度不锈钢的研发时代。近年来，第四代高强度不锈钢Amermet310和CF350逐渐问世。我国方面，从60年代初开始研制高强不锈钢，目前国内研发的第四代高强度不锈钢可以实现2200 MPa抗拉强度和10-12%的断后伸长率，自主创新能力大幅提升。 图1：高强度不锈钢无缝管实物图 图2：高强度不锈钢发展历程 表1：典型高强度不锈钢的力学性能及耐蚀性 2.看好高强度不锈钢在高端制造业领域应用 高强度不锈钢成为众多高科技领域主承力部件的首选材料。高强度不锈钢因其优异的强韧性匹配、较高的比强度、良好的焊接性、耐蚀性、尺寸稳定性、简单的热处理工艺以及较好的热加工性能，成为航空、航天、海洋、石化工程等高端制造业领域的重要原材料之一。 航空领域，高强度不锈钢已广泛应用于飞机起落架、机翼大梁、轴承、大锻件、货仓等，采用高强度不锈钢制造的飞机结构件具有体积小、稳定性高且使用寿命长等优势。航天领域，朱雀三号火箭贮箱结构采用高强度不锈钢材料，在材料选型、结构形式、焊接工艺与生产设备方面均具有高度原创性，相比传统箭体结构的铝合金材料，不锈钢成本低廉、焊接工艺性好，能大幅降低中大型液体火箭的生产制造成本，且不锈钢箭体结构的耐高温性能在火箭重复使用上具备明显优势。民用领域，随着我国经济的迅速发展，高强度不锈钢得到了广泛的民用，例如火电机组叶片、水电站水轮机转轮、医疗器械等。从未来的发展趋势来看，高强度不锈钢有望为军民一体化的制造工业提供源源不断的新材料支撑。 图3：高强度不锈钢（FerriumS53）应用及其与传统低合金高强度钢（ 300M ）耐蚀性能对比 研发&产业化进展迅速，航空航天等下游应用强劲拉动，高强度不锈钢需求空间逐步打开。 研发方面，2018年科技日报公布了中国亟需突破的被“卡脖子”的35项关键技术，高强度不锈钢赫然在列，而后我国科学家在材料设计、热处理工艺和性能评价等方面取得了一系列进展，研发出多种高强度不锈钢。产业化方面，我国高强度不锈钢的生产商主要有抚顺特钢、永兴材料等，近年来抚顺特钢不锈钢业务收入逐年攀升，永兴材料采用不锈钢废料为主要原料生产高强度不锈钢，具备原材料成本优势。高强度不锈钢具备优异的力学性能&耐腐蚀性能，我们认为随着研发不断深入和生产工艺的逐步完善，在航空航天等下游应用强劲拉动下，高强度不锈钢需求空间逐步打开，国产替代进程有望加速，建议关注行业及相关公司进展。 3.风险提示 技术发展不及预期风险；下游需求不及预期风险；产业政策推进不及预期风险。