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新材料是面向未來的戰略必爭領域之一。高溫合金等材料， 是支撐和保障“製造強國”、“軍民融合”等國家重大戰略的關鍵核心材料，其質量和性能直接影響甚至決定著航空航天、艦 船、電力等先進裝備的性能。與美國相比，我國高溫合金性能水平低、質量穩定性差、成本價格高，航空發動機、重型燃氣 輪機等用高溫合金嚴重依賴進口，同時，美國禁止高等級高溫合金材料出口，致使高溫合金成為我國“兩機工程”的卡脖子問題，進而嚴重影響著國家安全。如何提升我國高溫合金材料的自主保障能力，值得認真研究。
1、提升我國高溫合金材料保障能力迫在眉睫
高溫合金嚴重依賴進口，重要裝備製造受制於人。經過近 60 年的努力，我國已建立起自己的高溫合金體系，但高溫合金性能水平低、質量穩定性差、成本價格高的問題並沒有得到根本解決， 目前仍有超過 40%的高溫合金依賴進口。以航空發動機用量最大的 GH 4169 高溫合金棒材為例，從性能水平看，該材料在美國共有 28 個等級，其中僅僅有中低等級的產品允許向我國出口，即使如此，這些產品的品質也優於國內同類產品。從質量穩定性看，國內不同廠家、不同批次的材料，甚至同批材料的不同位置，性能波動也較大，產品合格率僅 50%-60%。從成本看，國產產品售 價為 35 萬元/噸，自美國進口的同規格產品售價僅23 萬元/噸， 價格差距超過 50%。高溫合金不能自給，成為“兩機”等重大工 程的卡脖子環節，一旦遇到出口管制，將嚴重影響我國裝備的及時保障和能源的穩定供應，並威脅國家安全。
現有生產模式落後，嚴重製約了快速製造。我國高溫合金及航空發動機零部件採用“長流程、五環節”的生產模式，材料生產週期長、零部件製造環節多。一方面，受“返回料生產的產品 是次品”、軍工不計成本、返回料回收無認證等理念和機制影響， 我國的材料生產要求使用礦冶新料作為原料，工藝流程長、綠色 製造水平低。而美國採用閉環再生的短流程模式，對比來看，可減少 80%的工序、78%的能源消耗和 95%的汙染排放。另一方面， 零部件製造被分成主機設計、材料研發、材料生產、模鍛加工和精細加工五個環節，分別由不同企業負責，相互間存在著較高的技術和管理壁壘，上下游銜接不暢，易造成研發、生產、應用相脫節。這種生產模式使得企業高溫合金產品生產效率低、產業化進程緩慢，難以滿足快速製造要求。
返回料管理混亂，材料浪費和“失密”潛在風險大。我國尚未將返回料上升到戰略資源高度，相關法規制度缺失，有效回收和全流程監管尚未建立，返回料幾乎全部被降級使用、低值利用。 比如，在航空發動機生產中，超過 90%的原材料會成為返回料， 國內加工企業將其作為“廢料”混雜堆放，致使價值幾十萬元/ 噸的航空級材料被以幾萬元甚至更低的價格處理，用於普通不鏽鋼生產。同時，回收流通渠道的混亂，可能使攜帶“信息”的返回料、報廢裝備及核心部件流失。目前，國外多家回收公司已在 我國設立分支機構或辦事處，回收網絡延伸至各行業，廢料和報廢裝備的外流，存在著洩密隱患，進而可能危及相關的材料參數、 裝備信息、企業祕密和我國匱乏的戰略金屬消耗等信息安全。
2、美國高溫合金材料發展經驗
高溫合金零部件快速製造模式。美國採用“短流程、兩環 節”的快速製造模式，材料企業大量使用回收再生的返回料， 向裝備企業直接提供高溫合金零部件，研發製造週期大幅縮短。 例如，美國精密機件公司（PCC）向上遊開展返回料的回收再生，向下遊開展零部件的粗加工，產品均以“零部件”形式向 主機廠供貨，主機廠僅需要精加工後就可直接裝機。同時，材料研發製造由一家企業負責，為保持行業領先優勢，注重主動正向研發，且由於環節少，使得研發和推廣應用速度快。這種模式實現了產業鏈的縱向集成，有效縮短了研發生產週期，裝備快速製造能力大幅提升。
高溫合金返回料閉環再生利用模式。美國從 20 世紀 70 年代 開展高溫合金返回料的再生利用，目前已形成技術成熟、體系完善、 返回料嚴格分類回收和再生利用的全產業鏈閉環模式，返回料再生 利用率達到 70%-90%。返回料均經過多次真空提純和精煉，再生利用後的純淨度水平和各項指標穩定性均優於礦冶新料，使得再生 材料的質量和穩定性水平大幅提升，同時還可降低成本 30%以上。 比如，美國阿勒格尼技術公司（ATI）表示，“ATI 更願意使用返回 料，生產的產品質量更好，生產更簡捷”。波音、洛克希德•馬丁、 羅羅、GE 等終端用戶都是利用制度對供應商的返回料回收標準、 數量等提出明確要求。
廢舊裝備拆解再利用模式。廢舊裝備是返回料的主要來源之一，美國高度重視軍用和民用廢舊裝備的拆解再利用。在軍用領域，美國國防部成立了專門的物資再利用和銷售服務處， 統管美軍報廢、退役裝備的處置，同時指定地方公司獨家負責，並建有航空航天維護與再生中心，對拆解的零部件嚴格分類， 不適合直接利用和再製造的部件被用於再生。在退役民機領域， 波音公司發起成立了飛機回收協會，年拆解量超過百架，其中 近 90%的部件和材料被回收再利用，可提供千噸特種合金。這 一模式有效保證了高溫合金返回料來源的穩定可靠，也消除了 材料“失密”的風險。
3、發展建議
實施高溫合金閉環再生示範工程。我國已經具備開展高溫 合金閉環再生的技術基礎。過去，制約高溫合金閉環再生的關 鍵技術和核心裝備主要集中在國外公司手中，並高度保密。經過十多年的自主研發，我國已有企業掌握了返回料的綠色清洗 技術，併為英國羅羅公司的高溫合金閉環再生提供相應服務。 為加快實現高溫合金的閉環再生，一是建議儘早啟動工業強基 工程中與高溫合金相關的“一攬子”突破行動、“一條龍”應用 計劃，在“兩機”專項能力建設中設立高溫合金高值、高效、 高技術閉環再生利用專題。二是按照美國“兩環節、短流程” 模式，推動主機廠將通用機加業務外包，依託行業龍頭打造高 溫合金閉環再生利用示範線，推動再生材料在航空發動機上的示範應用，培育高溫合金閉環再生軍民融合創新示範基地。三 是組織重點企業和計量測試機構，建立“高溫合金和再生產品測試評價認證行業平臺”，開展性能檢測、質量評估、模擬驗證、 數據分析、表徵評價和檢測認證等服務。
規範返回料精細化分類回收。我國已具備返回料的精細化分類回收能力。企業在履行國外委託加工合同時，均按外方要求進行了嚴格的分類回收，並返回給委託方。國內企業在產品生產或委託加工合同執行時，並未對返回料實行嚴格分類回收。為推動返回料的精細化分類回收，一是制定關鍵戰略材料目錄和回收再利用行業准入條件，出臺關鍵戰略材料返回料回收利用保密管理要求，將高溫合金返回料納入國家戰略資源，實行回收、儲存、 銷售、運輸、再生利用等全流程保密管理。二是對高溫合金等關鍵戰略材料返回料實行生產者責任制度，建立以標準化分類分級、各環節聯單轉移、公共信息服務平臺為核心的返回料資源化精細回收體系，並在各軍工集團強制推行。
推動廢舊裝備拆解再利用。我國目前尚未啟動廢舊裝備的拆解再利用。一方面，國內對廢舊武器裝備的拆解回收再利用缺乏頂層規劃，致使報廢或退役的軍事裝備大量囤積在倉庫，沒有進行拆解和零部件的精細化分類，再生利用更是無從談起。另一方面，我國民航飛機將在十幾年後迎來大規模的老齡化，屆時退役飛機的處理將成為重大問題。然而，國內飛機拆解仍停留在個案階段，尚無涉及飛機拆解的全國基地。為保障返回料來源的充足和穩定，一是應以廢舊軍用航空發動機拆解再利用為切入點，依託高溫合金再生利用骨幹企業，建立全國拆解中心，構建信息管理雲平臺，建設關鍵備品備件智能化倉庫，推動零部件的再利用、 再製造和回收利用，完成材料脫密，適時將廢舊武器裝備拆解向全軍推廣。二是提早佈局飛機拆解基地，聯合飛機制造企業、維修企業、航空器材銷售企業、回收利用企業等，建立專業化大型飛機拆解公司，推動飛機拆解產業化。
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