第二节 机械行业
一、行业发展现状和发展趋势
（一）行业发展现状
2003~2008年机械行业总产值及销售产值增长率保持在22~32％之间，连续六年实现了20%以上的增速。2009年受经济危机影响，增长速度仍达到16%。2010年和2011年机械行业产销增速再次达到24%以上，2012受国内外经济下滑影响增速有所回落，但总体看机械行业仍处于快速发展期。
2012年受国内外经济下行的影响，机械行业工业增加值、总产值、实现利润、出口创汇、产品产量、固定资产投资等6大主要经济指标虽然保持了较快增长，但增速有所放缓。
1．总产值保持两位数增长
2012年机械行业分别完成工业总产值和工业销售产值18.41万亿元、18.04万亿元，同比分别增长12.64%、12.54%。
2．主要产品产量继续保持增长
2012年机械行业120种主要产品中，77种产量同比增长，占64.17%；43种产量下降，占35.8%，多数产品产量保持增长。
农机行业: 近年来农机行业在国家购置补贴政策的推动下，农机产品持续快速增长，产品向大中型升级步伐加快。2012年大型拖拉机产量5.6万台，同比增长42.44%；中型拖拉机累计完成40.73万台，同比增长10.68%。
机床行业：2012年受国内外经济下行影响，机床行业形势严峻，机床产量大幅下降。2012年金属切削机床产量79.71万台，同比下降13.57%。
电工电器行业：2012年发电设备累计产量继续突破亿千瓦，达1.27亿千瓦，同比下降8.9%。
3．行业分化明显
从行业看，与民生、消费关系密切的子行业形势相对较好，如农机、乘用汽车、仪器仪表等，产销增速大体达到15%左右；而与基础设施和能源建设紧密相关的子行业需求不足，则普遍比较困难，如工程机械、载重汽车、电力设备、重型机械等，产销增速回落幅度大。
（二）发展趋势
“十二五”及“十三五”时期是21世纪的第二个十年，机械行业将在前十年高速发展的基础上更加注重提高发展质量，发展目标定位于由机械制造大国转变为机械制造强国。
根据我国机械行业产业结构调整和升级、实现“由大到强”转变的总体要求， “十二五”末机械行业将力争实现以下目标：
一是保持平稳健康发展。工业总产值、工业增加值、主营业务收入年均增长速度保持在12％左右，出口创汇年均增长15％左右。
二是产业向高端升级有所突破。现代制造服务业比重明显上升，机械百强企业现代制造服务业收入占主营业务收入的比重达到25％左右；高端装备增长要高于全行业平均增长速度一倍以上，高端装备的国内市场占有率要有明显提升。
三是产业基础初步夯实。制约高端装备发展的关键零部件的瓶颈环节有所缓解，数控机床中的功能部件、风电设备配套的关键轴承等国产化取得重大突破。
“十三五”期间，机械行业仍然是国内经济增长的重要动力，机械工业在连续十几年的高速增长下，增长速度将进一步放缓，但总体规模仍将保持在世界前列，预计“十三五”期间我国机械行业增长速度在8%左右。
转型升级、结构调整将是未来机械行业发展的主旋律，绿色制造、智能制造、服务型制造将成为我国机械行业的主要发展方向。为此，机械装备制造将逐渐向大型化、轻量化方向发展，通过提高机械装备的作业效率，降低装备重量，节约能耗，满足机械行业绿色制造的发展要求。未来机械装备还将向提高可靠性和耐久性方向发展，延长机械装备的使用寿命，满足在不同气候条件下的作业要求。此外，机械行业还将在装备制造、使用和拆解等方面更加注重节能环保。
（三）机械重点子行业发展趋势
1．工程机械行业
《工程机械行业"十二五"发展规划》提出将通过轻量化设计技术、可靠性与安全性评价技术的应用研究，争取在“十二五”期间完成10种以上产品的轻量化设计，并形成示范应用；重点发展单台价值在100万元以上，并已纳入重大装备制造业大型施工机械19种机型的产品，例如大型轮式起重机、大型履带吊、国家重大建设工程用的特大型塔式起重机、高铁建设用的重大成套装备、铁路机械化养护成套装备、大型桩基设备、大型土石方工程机械、河道与湖泊大型疏浚设备、大型商品混凝土机械、全断面掘进机及电铲等专用大型工程机械，国产化率要达到65%以上。
2．机械通用零部件行业
根据工信部发布的《机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业“十二五”发展规划》（以下简称《三基规划》），机械基础件方面，选择了带动性强、辐射作用大的高速、精密、重载轴承等11类机械基础件作为发展重点，以提高性能、可靠性和寿命为主攻方向，力争使其达到或接近国际先进水平；基础制造工艺方面，重点发展6类先进、绿色制造工艺，降低能源、材料消耗、改善环境，提高产品质量和效率；基础材料方面，提出以经济可承受性为主旨，重点发展关键基础零部件所需的高品质结构材料和工艺材料，选择了高性能轴承钢、高性能齿轮用钢、高强度紧固件用钢、大型、耐蚀模具钢、高应力弹簧钢等12种标志性基础材料作为开发的重点。
3．农机行业
工信部发布的《农机工业"十二五"发展规划》提出要突破重点产品核心技术瓶颈，优先发展100马力以上大型拖拉机、50-70马力节能环保型水田拖拉机、多功能谷物联合收割机、玉米收获机、甘蔗收获机、棉花收获机、大中型动力机械配套农机具、保护性耕作机具、适合丘陵山区使用的小型机械等，实现产品结构的调整。《规划》提出了现代高效大马力拖拉机、节能环保型中小型拖拉机、通用高效自走式谷物联合收割机、水稻种植与收获机械、玉米联合收获机、大型自走式青饲收获机、自走式采棉机、大型喷灌设备等重点产品及关键零部件，以及大马力拖拉机配套农机具、牧草收获与压捆机械、精量低污染施药机械、甘蔗收获机械、农业航空作业装备等16个重点建设项目。
二、钢材品种消费分析
（一）钢材消费数量和品种分析
机械行业是钢材消费大户，钢材消费量仅次于建筑行业。2012年，受需求低迷影响，机械行业钢材消费量1.25亿吨，同比保持增长，但增速回落。机械行业主要钢材消费子行业中，机械通用零部件行业钢材消费量1600万吨、重型矿山行业1600万吨、通用机械行业1500万吨、工程机械行业1520万吨、电工电器行业1900万吨。
机械行业用钢具有品种多、规格范围大的特点。2012年消费钢材1.25亿吨，钢材消费品种以中厚板、棒材、型材、热轧薄板和无缝钢管为主。其中，中厚板消费量****，占63.1%；其次为棒材，占20.0%；型材占8.1%，其他钢材品种占8.8%。机械行业钢材分品种消费比例见图表4-7。
图表4-7 2012年机械行业钢材分品种消费比例
各钢材品种的具体消费情况如下：
l 中厚板
中厚板是机械行业消费量****的钢材品种，占机械行业钢材消费量的60%以上，2012年机械行业消费中厚板7800万吨左右。主要用于机械装备的结构件，从目前机械装备的中厚板使用品种看，仍以普通碳素结构钢为主，且强度级别普遍不高，主要集中在Q235和Q345级别，少部分特殊构件需使用100公斤级高强度工程机械板。其中，特厚板的主要消费领域是机床行业和重型矿山行业，主要钢种以Q235、Q345和16Mn为主，规格范围：50～280´2500～3500mm。
耐磨板主要用于铲车、推土机、挖掘机、破碎机、给料机、装载机等机械装备有耐磨要求的构件，国内主要使用的牌号为NM400、NM500等，部分机械装备的耐磨部件需要使用600MPa以上甚至960MPa的高强度耐磨板。
l 棒材
机械行业用棒材品种规格覆盖面广，包括碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金结构钢、轴承钢、不锈钢、合金弹簧钢、合金工具钢、高速工具钢等，规格覆盖Æ15~300mm所有规格，但主要集中在Æ80mm以下。棒材主要用于加工制造机械行业中的发动机、变速箱、万向传动轴、悬挂系统、转向器和转向传动结构等对原料性能、安全性能要求较高的部位。据测算，2012年机械行业消费棒材2500万吨左右。
机械行业消费的优特钢棒材品种有优质碳素结构钢、合金结构钢（含齿轮钢）、轴承钢、弹簧钢等，约占机械行业棒材消费量的80%以上。其中，优质碳素结构钢以20#、45#为主、合金结构钢以40Cr、42CrMo、22CrMo为主；轴承钢的品种主要有高碳铬轴承钢GCr15、GCr15SiMn和渗碳轴承钢G20CrNi4、G20Cr2Ni4、G20CrNiMo、G20CrMo等；齿轮钢的主要品种有20CrMnTi、20CrMnMo、20CrNiMo 、20CrNi3等。
工程机械行业：用于制造半轴、连杆、传动轴、变速箱齿轮等。主要使用牌号有20#、25#、45#、20CrMnTi、35CrMo、42CrMo、GCr15等。半轴、连杆一般使用20#、45#钢制造，齿轮钢大多采用20CrMnTi、42CrMo。从规格上看，全部规格跨度Æ10~350mm，半轴、连杆用号钢一般在Æ70mm以下； 20CrMnTiH、42CrMo主要规格在Æ200mm以下。
农机行业：用于制造半轴、变速箱齿轮、后桥轴、轴承圈、传动轴等部件。变速箱齿轮规格范围一般在Æ20~80mm，材质主要为40Cr、20CrMoTi。其中，半轴、后桥轴用棒材直径Æ20~80，典型的为Æ38mm，钢种主要是45#、40Cr；方向盘转动轴用一般采用45#钢；各类轴承圈一般采用轴承钢GCr15。
重型机械行业：用于制造各种轴类零件、变速箱齿轮、连杆、悬挂系统、转向系统等，主要牌号有45#、40Cr、42CrMo、20CrMnTi 、GCr15等。其中，45#用量****，占30%以上；其次为20CrMnTi、GCr15等。规格主要在Æ200mm以下，其中Æ120mm以下用量****。
l 其他钢材品种
机械行业消费的其他钢材品种有型材、热轧薄板、冷轧薄板、无缝钢管等，2012年合计消费量约2200万吨。其中，型材、无缝钢管主要用于机械装备的各种异形构件、轴管类部件，使用的型材品种包括焊接性能良好的大、中型角钢、槽钢、工字钢，以强度级别较低的Q235等普通碳素结构钢为主。热轧薄板、冷轧薄板主要用于机械装备的外部覆盖件以及箱体类部件的外壳等，消费钢材品种以Q195、SPCC等为主。
（二）钢材消费趋势分析
机械行业钢材消费趋势主要表现在以下方面：
1．单耗不断下降
在国家转变经济发展方式的大背景下，机械将加快产品结构优化调整，转变增长方式，发展自动化、高速化、高精度化设备，淘汰落后机械设备。高新技术机械设备生产效率高、单重下降，必然使钢材消费强度下降。如机械行业发展高速数控机床，取代传统落后机床，必然使机床制造用钢消费量下降。随着高质量钢材消费比例的增加，机械产品减轻重量必然使单位产品钢材消费下降。据调查，未来机械行业对高强度、高质量、高精度钢材的消费量呈增长趋势。另外，机械行业加工方式的转变，钢材的使用效率、综合成材率不断提高，将导致钢材单耗的进一步下降。
2．钢材需求总量不断增加
按正常水平计算，“十二五”的后两年机械行业年增长速度将保持在15%左右。“十三五”期间机械行业增长速度将进一步趋缓，但仍将保持一定增长。因此，尽管节能降耗工作不断取得成效，钢材单耗不断降低，但钢材需求总量仍将继续增加。
3．2020年机械行业钢材消费量预测
“十二五”的后两年冶金行业投资规模将明显减少，重型设备制造增长速度将呈下降趋势；另外，农业机械、工程机械、石化机械、基础件等行业，在经过多年高速增长后，增长速度也将有所趋缓。“十三五”期间各子行业增长速度将进一步趋缓。据调研，2013~2015年机械行业的各主要行业产值平均增长率为15％左右，“十三五”期间机械行业平均增长率为8％左右。针对机械行业的发展趋势、用钢特点、用钢发展趋势等因素，综合分析认为我国机械行业钢材消耗量仍呈逐年上升趋势，但增长率将明显降低。根据调研，并考虑机械各子行业的发展情况及钢材消费特点，预测2020年我国机械行业钢材消费量1.65亿吨左右（不包含汽车、集装箱及家用电器用钢消耗）。
（三）品种发展趋势分析
机械行业用钢材品种的发展趋势主要表现在以下方面：
l 中厚板
随着机械装备大型化、高效化和高精度化，机械装备用中厚板将向高强度、耐磨、耐腐蚀方向发展，Q460及以上强度级别机械装备用中厚板的使用比例将会进一步提高。60kg级及以上工程机械板、NM500以上级别高耐磨板将逐渐成为机械用中厚板的主流，而Q235级别普通中厚板的使用比例将逐步减小。
l 优质棒材
在机械零部件用特殊钢的发展方向上，用户要求零部件产品更具稳定性、安全性、长寿命、低能耗，相应就要求产品向高纯净度的品种发展，如高强度、高韧性、高接触疲劳强度低应变齿轮钢，细晶/超细晶、含硼高强度的冷镦齿轮钢等；此外，产品还应是低成本化和环境友好型，因此还需向高温渗碳型齿轮、轴类件用钢、超细晶粒钢、中碳非调质钢等方向发展。
l 其他钢材品种
其他钢材品种如型材、热轧薄板、冷轧薄板、无缝钢管等，其中，型材主要用于机械装备的各种异形构件，机械行业对大、中型角钢、槽钢、工字钢的焊接性能、强度级别要求越来越高，强度级别较低的Q235使用比例将减少，焊接性能好、Q345及以上强度级别的型材使用比例将增大。用于机械装备的外部覆盖件以及箱体类部件的热轧薄板、冷轧薄板等，要求其冲压性能和焊接性能进一步提高。
（四）国内供应分析
近年来，我国机械用钢生产发展较快，国内钢铁产品基本能够满足机械行业的需求。
工程机械板：60公斤到100公斤级工程机械用板国内都可以批量生产；宝钢、鞍钢等大型钢铁企业已开发出100公斤级高强工程机械板；但高强度工程机械板还存在合格率较低，表面质量不高等问题。
耐磨板：国内产品基本能够满足机械行业需求，普遍只能生产NM500（硬度500HBW）的耐磨板，在强度级别、质量性能方面与国外产品还有差距，部分高端产品如HARDOX600等品种仍需进口。
优质棒材：普通轴承、齿轮用钢，国内如宝钢、东北特钢、兴澄特钢、石钢等企业已经完全有能力供应，宝钢已能生产淬透性带≤3HRC齿轮钢，兴澄特钢轴承钢氧含量最低可控制在2.5ppm。但部分钢材品种质量稳定性还有待提高，更高性能标准以及一些特殊要求的优质棒材品种仍然需要进口解决。
其他钢材：国内产品基本都能满足机械行业的使用要求。
随着重大技术装备的大型化、参数的极限化，机械行业对钢材品种和性能提出了越来越高的要求，需要开发更多具有耐高温、耐高压及耐辐射、耐腐蚀等性能要求的新品种钢材。
（五）重点钢材品种发展建议
根据对机械用钢的发展趋势分析，结合国内机械用钢的生产供应情况，对机械用钢品种发展建议如下：
l 中厚板
适应机械装备大型化、轻量化的发展趋势，加大高强度工程机械用钢的生产比例，提高产品内部质量、表面尺寸精度，研究开发国内还不能完全满足的100kg级以上高强度工程机械用钢、硬度500HBW及以上的高耐磨板等品种。
l 优质棒材
为满足机械装备长寿命、高精度、安全性的发展需要，需提高现有优质棒材的质量，轴承钢向SKF等国际先进水平看齐，在氧含量、化学成分和夹杂物控制等方面达到国际先进水平，其中氧含量控制在6ppm以下；齿轮钢的淬透性带应稳定控制在≤6HRC，减小化学成分波动、提高尺寸精度。
此外，需研究开发国内尚不能满足要求的品种，如军工、风电、高速铁路车辆轴承用高质量轴承钢，部分汽车、军工用高性能齿轮用钢，高端、精密、长寿命的高标准模具钢，高档汽车用高应力气门弹簧钢等特殊质量要求的钢材品种。
三、分析结论
通过以上分析，机械行业主要消费的钢材品种有中厚板、优质棒材、型材、热轧薄板、冷轧薄板和无缝钢管等，从目前国内生产供应情况看，100kg级以下几乎所有规格品种的机械用中厚板，普通质量要求的优质碳素结构钢、合金结构钢、轴承钢、齿轮钢、弹簧钢、模具钢等优质棒材，以及其他钢材品种国内均能满足需求。
但仍有部分品种国内不能生产或产品质量不能满足要求，如100kg级及以上高强度工程机械用钢、宽规格特厚板、硬度500HBW及以上高耐磨板；军工、风电、高速铁路车辆轴承用高质量轴承钢，部分汽车、军工用高性能齿轮用钢，高端、精密、长寿命的高标准模具钢，高档汽车用高应力气门弹簧钢等国内还不能生产；截面为C型和CJ型的门梁型钢国内产品质量不能满足要求。
当前钢材品种结构满足需求现状见表4-8。
图表4-8 当前钢材品种结构满足需求现状
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序号
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应用钢材品种
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已能满足需求的品种
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尚未满足需求的品种
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1
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中厚板
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100kg级以下所有规格品种的机械用板国内均能满足需求
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100kg级及以上高强度工程机械用钢、宽规格特厚板、硬度500HBW及以上高耐磨板。
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2
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优质棒材
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普通质量要求的优质碳素结构钢、合金结构钢、轴承钢、齿轮钢、弹簧钢、模具钢等国内均能满足需求。如淬透性带6HRC的齿轮钢、氧含量5ppm的轴承钢国内均能稳定生产。
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淬透性带≤6HRC、化学成分稳定的齿轮钢，氧含量≤5ppm、化学成分稳定的轴承钢；易切削非调质钢；军工、风电、高速铁路车辆轴承用高质量轴承钢，部分汽车、军工用高性能齿轮用钢，高端、精密、长寿命的高标准模具钢，高档汽车用高应力气门弹簧钢等品种国内还不能满足需求。
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3
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其他品种
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基本都能满足国内需求
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工程机械用截面为C型和CJ型的门梁型钢国内产品质量不能满足要求。
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未来机械装备将向大型化、轻量化、可靠性、耐久性以及高精度、节能环保等方向发展，因此对钢材品种发展提出了新的要求，如中厚板、型材、热轧板、冷轧板等需向高强度、高耐磨性等方向发展，满足机械装备向大型化、轻量化的发展需要；优质棒材向高纯净度、抗疲劳、耐腐蚀、长寿命方向发展，满足机械装备的可靠性、耐久性、高精度、节能环保等发展需要。未来行业发展趋势和钢材品种优化方向见表4-9。
表4-9 未来行业发展趋势和钢材品种优化方向
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序号
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未来行业发展特点
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主要钢材品种
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钢材品种优化方向
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1
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大型化
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中厚板、型材、热轧板、冷轧板
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宽规格中厚板、宽幅面热轧板、冷轧板以及大截面型钢
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2
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轻量化
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中厚板、型材、热轧板、冷轧板
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高强度、高精度、高耐磨性、节能环保的钢材品种。100kg级及以上高强度工程机械用钢、宽规格特厚板、硬度500HBW及以上高耐磨板、Q345以上级别型材。
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3
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可靠性、耐久性
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优质棒材
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提高高纯净度、抗疲劳、耐腐蚀、长寿命优质棒材品种的产品质量稳定性，稳定生产淬透性带≤6HRC、化学成分稳定的齿轮钢，氧含量≤5ppm、化学成分稳定的轴承钢。开发军工、风电、高速铁路车辆轴承用高质量轴承钢，部分汽车、军工用高性能齿轮用钢，高端、精密、长寿命的高标准模具钢，高档汽车用高应力气门弹簧钢等品种国内还不能生产的品种。
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4
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高精度
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优质棒材
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机床滚珠丝杠和直线导轨用高质量GCr15及新钢种。
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5
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节能环保
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优质棒材
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易切削非调质钢
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