球墨铸铁的全球崛起：未来材料替代的千亿市场？

本篇文章的部分核心观点、图表及数据，出自招商证券于2024年10月12日发布的报告《机器人系列报告（十二）：连铸球铁：替代空间巨大的新型钢铁材料》，如需获得原文，请前往文末下载。

球墨铸铁（Ductile Iron，简称DI），作为一种高强度、高韧性的铸铁材料，因其优异的机械性能和良好的铸造性能，在全球范围内得到了广泛的应用。球墨铸铁通过球化处理，将灰口铸铁中的片状石墨转变为球状石墨，从而获得了比普通铸铁更高的强度和韧性。这种材料在液压件、空压件和精密传动件等领域的应用日益增多，其全球替代趋势明显，下游应用广泛，市场潜力巨大。

关键词：球墨铸铁、全球替代趋势、下游应用、市场潜力、材料性能、工程机械、人形机器人、环保节能

全球替代趋势下的球墨铸铁

球墨铸铁的全球替代趋势是由其卓越的材料性能和成本效益驱动的。在全球范围内，球墨铸铁的产量持续增长，其在铸件材料中的占比不断提升。根据《The Meritocratic Ascendance of Cast Iron: from Magic to Virtual Cast Iron》论文，全球铸铁产量从1966年的约5700万吨增长到2017年的约7600万吨，CAGR约为0.66%，而球墨铸铁产量的CAGR达到22.5%，超越了铝21.5%的增速，在铸件中的占比也从不到5%提升至超过20%。这一趋势表明，球墨铸铁正逐渐取代传统的铸铁和其他金属材料，成为更多应用场景的首选材料。

球墨铸铁的替代优势不仅体现在其高强度和高韧性上，还体现在其良好的耐磨性、抗震性和相对较低的成本上。与传统的铸钢、锻钢相比，球墨铸铁具有更低的材料成本和加工成本，同时在许多应用中能够提供与钢相似甚至更优的性能。例如，在液压件、空压件和精密传动件等领域，球墨铸铁已经展现出替代传统金属材料的潜力。这些领域的全球市场规模巨大，球墨铸铁的替代空间可达数百亿元。

下游应用广泛，市场潜力巨大

球墨铸铁的下游应用非常广泛，包括但不限于汽车零部件、工程机械、能源设备、建筑管道系统等。随着全球基础设施建设的加速和新能源技术的发展，球墨铸铁的市场需求持续增长。特别是在工程机械领域，球墨铸铁因其高强度和耐磨性，被广泛应用于液压缸、泵和阀等关键部件。据统计，2010至2023年，中国工程机械总销量从69.67万台上升至177.5万台，预计未来几年的复合增长率为2.05%。这意味着，到2030年，工程机械销量将达到204.62万台，对应的阀块需求将为204.62万套，为球墨铸铁带来巨大的市场空间。

在能源行业，球墨铸铁同样扮演着重要角色。随着全球对清洁能源和高效能源管理的需求增加，球墨铸铁在水力发电涡轮机、泵壳等部件的应用也在不断扩大。此外，随着全球对环保和节能的重视，球墨铸铁因其良好的耐腐蚀性和密封性能，在供水和污水处理系统中的管道和阀门应用中显示出巨大的市场潜力。

环保节能趋势下的球墨铸铁

环保节能是全球工业发展的重要趋势，球墨铸铁在这方面具有明显的优势。与传统的铸铁和钢材相比，球墨铸铁的生产过程中能耗更低，同时其良好的耐磨性和抗震性也意味着更长的使用寿命和更低的维护成本，从而在整个生命周期中实现了更高的能效和更低的碳排放。例如，在供水系统中，球墨铸铁管道的使用寿命可达百年，远超过其他材料的管道，这不仅减少了资源消耗，也降低了长期运营成本。

随着全球对环保法规的加强，球墨铸铁在减少污染和提高能效方面的优势将更加凸显。在汽车行业，球墨铸铁因其轻量化和高强度特性，被用于制造发动机部件和底盘部件，有助于提高燃油效率和减少排放。在可再生能源领域，球墨铸铁也被用于风力发电机的底座和塔架，以及太阳能设备的支架和管道系统，这些应用都有助于提高能源转换效率和降低环境影响。