以典型牌号Inconel 718牌号合金（对应国内GH4169）为例，该牌号自20世纪60年 代成功研发以来，便广泛应用于航空发动机等领域，截至目前仍然占镍基高温合金 的主导地位。
该合金长期主导高温合金的供给结构。Inconel 718合金自20世纪60年代初被美国 INCO Huntington Alloys (Special metals. Co.前身)发明以后，由于其无商业或者知 识产权限制，高温合金供应商可以大批量生产该牌号合金的高温合金产品；且强化 相析出较慢，高温下有较高强度，具备较好的可铸性和可焊性，加工成形更容易；因 此，Inconel 718成为应用最广的一款高温合金牌号。在20世纪80年代推出的PW4000 发动机中，IN718合金质量占比镍基合金达到57%（PW4000中的高温合金主要为镍 基和铁基合金）；20世纪90年代中，发动机产商GE购买的锻造合金中，IN718的占 比常年位于60%以上；直到现在，IN718的应用规模在高温合金中仍占据主导地位， 据Gminsights数据，2019年全球高温合金细分市场规模中，仅IN718的份额便占到一 半左右。
核心牌号合金的技术变革较慢，重要合金牌号的技术发展未能动摇主要格局。从核 心牌号IN718的衍生替代高温合金的发展历史来看，IN718的每次潜在衍生替代高温 合金出现的间隔时间都较长，且多数衍生替代高温合金未在性能和造价上同时优于 IN718合金：在20世纪50年代早期，主要使用Waspaloy和Rene41牌号合金，不过此 类合金硬度较高，可锻性和可焊性较差，容易在热加工过程中产生裂纹；
20世纪60 年代，IN718合金出现，其性能和造价都具有一定优势，开始逐渐取代原有合金；20 世纪80年代，GE研发Rene220铸造合金以替代IN718合金，尽管Rene220和IN718 性能相近，但Rene220的Co、Ta含量较高，因此造价相对IN718更贵；20世纪90年 代，GE研发991合金，性能接近Waspaloy，但仍含较高的Co、Ta，因此造价仍相对 较高；21世纪初，在美国空军实验室资助的“金属可行性计划”背景下，ATI在原IN718 的基础上增加Al和Ti的含量，进一步研发的718Plus合金在承温和强度性能上优于以 往主要合金IN718和Waspaloy，且造价具有相对优势，被视为传统718合金的最佳替 代品。
2.下游发动机市场对于高可靠要求，使得新牌号合金在发动机部件上的广泛应用需要经历较长的“验证期”，继而提高新供应商进入的难度及时间。从核心牌号IN718 合金在下游部件上的应用历史来看（以P&W发动机制造商为例），IN718合金在发动 机各部件应用的逐步扩大经历了较长的时间：自20世纪60年代IN718发明后的几年 间，下游以发动机制造厂商为主，先后发布了针对IN718材料应用的系列规范，涵盖 棒材、锻件、薄板等；不过，由于早期生产的IN718在冶炼上还达不到高水平，因此 20世纪60~80年代间，发动机和高温合金行业仍对IN718的冶炼和加工进行改进，核 心在于工艺参数的优化，以提高纯度和减少偏析，在这期间P&W将IN718应用于的 部件领域也较少。
截至20世纪70年代早期，除了对IN718的进一步优化以外，还考虑 到新材料应用于新部件所需要“验证”的时间和成本，此时发动机部分核心部件（如 涡轮盘）仍继续使用上一代合金Waspaloy。直到20世纪80年代，行业对新材料IN718 的冶炼、加工和性能特点都较为熟悉后，IN718在发动机部件上的应用才迎来高潮， P&W在1980年以后对IN718合金在部件上的应用也才较为集中的爆发。
（三）为何走向多寡头：性能与成本的平衡决定单一工艺难以赢者通吃
不同类型高温合金性能存差异，各自适用的温度和部件也有不同。航空发动机涡轮 盘对力学性能要求更高，因此主要使用加工成形后强度更高的变形高温合金和粉末 冶金高温合金（包括氧化物弥散强化高温合金）；涡轮叶片具有空腔等复杂结构且 对承温要求较高，因此主要使用更易于成形加工且承温能力更高的铸造高温合金和 金属间化合物高温合金；导向器对承温要求较高，主要使用铸造高温合金和金属间 化合物高温合金；燃烧室主要使用变形高温合金和粉末冶金高温合金。
不同高温合金技术及工艺成熟度或存差异。从世界高温合金的发展历史和我国对应 高温合金牌号出现的时间点来看，较早出现的是变形高温合金，采用锻压的成形方式。之后由于航空发动机叶片出现中空冷却复杂结构，原有变形高温合金难以满足 成形加工要求，铸造高温合金便成为新的叶片用高温合金，并在其他复杂结构件中 逐步扩大应用。粉末冶金高温合金的研究始于20世纪70年代，其粉末挤压成形和变形高温合金的锻压成形有所不同，成形效果优于变形高温合金，因此在涡轮盘上有 替代部分变形高温合金的趋势。
金属间化合物高温合金是出现时间较晚的高温合金， 其施压形变加工较难，因此主要采用铸造的成形方式；金属间化合物高温合金的质 量更轻（据钢研高纳官网，可减重30%~40%），强度更高，因此在叶片等结构中也 逐渐推广，主流金属间化合物高温合金可归类为原料升级后的铸造高温合金。
受限于性能及成本差异，即使在同一结构，高温合金的使用范围也有较大不同。以 涡轮部件为例，涡轮部件的工作条件十分恶劣，其主要零件不仅比压气机零件承受 着更大的机械载荷，而且还承受着较大的热载荷以及燃气的腐蚀。随着涡轮前燃气 温度的不断提高，尽管有先进的冷却技术作为补充，对材料的要求也愈来愈高。
（四）为何走向多寡头：不同工艺路线跨度大，均要求较高的经验壁垒
高温合金从原料冶炼到最终成形的各环节均有较高的工艺壁垒。任何一款高温合金 具备工业应用价值的基本前提是，以变形高温合金为例，能够运用真空感应冶炼 （VIM） 电渣重熔（ESR） 真空电弧重熔（VAR）三联冶炼工艺制备大尺寸铸锭/ 母合金，并经过特定的成形工艺完成成形并对微观组织进行特定调控，最终将合金 锭制备为大规格棒/盘/环等标准件材。各类高温合金的制备从原料冶炼到不同的成形 工艺均有较高的工艺壁垒，工艺的进步很大程度上依赖于反复试验的边际参数优化、 重型加工设备的打造和人工经验的积累。
不同高温合金制备工艺路径差异较大，行业内企业跨路线生产的壁垒较高。不同高 温合金之间的工艺环节、工序目标、参数控制、工序过程存在较大差异，如铸造高温 合金核心关键工序在于熔炼与浇注，而变形高温合金关键工序包含真空感应熔炼、 保护气氛电渣重熔、真空自耗重熔及锻造（按照客户需求），这即导致对于行业内相 关企业，想要在短时间内突破不同高温合金的技术路线壁垒存在较大难度。
各工艺稳定存续时间长，代际进步耗时长。从工艺发展历史来看，高温合金各类型 工艺的应用时间长，同一类型工艺内部的代际跨越也需要很长的时间。变形高温合 金从上世纪40年代出现至今已有多年历史，目前仍然在大量使用。初代铸造高温合 金从上世纪50年代中使用到60年代中，其后出现定向凝固铸造高温合金，单晶铸造 高温合金也从第一代发展到第四代，每代跨越耗时数余年，目前仅单晶铸造高温合 金就已经使用数十年，且国际上仍在发展第五、第六代单晶铸造高温合金。粉末冶 金高温合金从20世纪70年代使用到现在已有较长的历史，同时代际之间的技术更迭 也需要花费较长时间。（报告来源：未来智库）
（五）高资本开支强化竞争壁垒，高固定成本对企业的产品结构要求高
不同工艺路线高温合金生产制备的不同，导致所需的资本开支有较大差异；性能及 成本要求牵引高温合金及相关锻铸件大型化发展，即使是同一工艺路线，尺寸的跨 越也需要大规模资本开支的加持；大规模资本开支是高温合金厂商难以实现横向拓 展不同工艺的壁垒之一，而具备其他材料/业务可实现部分设备共用的企业，其对抗 行业需求短期波动的能力也相对更高。
