為什 么要重視高溫合金這條細(xì)分賽道

1、內(nèi)容目錄 HYPERLINK l _TOC_250018 為什么要重視高溫合金這個細(xì)分賽道？ 4 HYPERLINK l _TOC_250017 戰(zhàn)略角度：高溫合金材料是航空航天領(lǐng)域的戰(zhàn)略軍事物資 4 HYPERLINK l _TOC_250016 產(chǎn)業(yè)角度：我國航空航天高溫合金已從研究到全面大規(guī)模國產(chǎn)化的拐點 5 HYPERLINK l _TOC_250015 盈利角度：下游航空航天放量，上游軍工新材料盈利彈性更強 6 HYPERLINK l _TOC_250014 需求角度：軍民市場共同牽引，國產(chǎn)替代需求強勁 7 HYPERLINK l _TOC_250013 高溫合金產(chǎn)業(yè)的高壁壘鑄就寡頭

2、特征的競爭格局 12 HYPERLINK l _TOC_250012 壁壘足夠高：高溫合金擁有非常高的行業(yè)準(zhǔn)入與技術(shù)壁壘 12 HYPERLINK l _TOC_250011 格局足夠穩(wěn)定：高準(zhǔn)入壁壘鑄就高溫合金穩(wěn)定的供應(yīng)體系 13 HYPERLINK l _TOC_250010 高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：按工藝劃分為變形、鑄造、粉末 14 HYPERLINK l _TOC_250009 變形高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：用量占到 70%，ST 撫鋼是變形高溫合金龍頭 14 HYPERLINK l _TOC_250008 鑄造高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：關(guān)注母合金龍頭鋼研高納和精密鑄造葉片龍頭應(yīng)流股份 15 HYPERLINK

3、l _TOC_250007 粉末高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：細(xì)分龍頭是鋼研高納 20 HYPERLINK l _TOC_250006 高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈上市公司 21 HYPERLINK l _TOC_250005 ST 撫鋼：我國變形高溫合金、高強鋼核心配套公司 21 HYPERLINK l _TOC_250004 應(yīng)流股份：兩機(jī)葉片千億美金賽道，從此有了中國制造 22 HYPERLINK l _TOC_250003 鋼研高納：我國高溫合金龍頭企業(yè)，充分受益于兩機(jī)發(fā)展 23 HYPERLINK l _TOC_250002 圖南股份：細(xì)分龍頭技術(shù)積累深厚，充分綁定下游客戶 24 HYPERLINK l _TO

4、C_250001 西部超導(dǎo)：我國鈦合金核心配套公司，積極布局高溫合金 25 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險提示 26圖表目錄圖表 1：中國軍用航空發(fā)動機(jī)發(fā)展歷程 4圖表 2：中、美、俄戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)推重比對比 4圖表 3：我國航空裝備重點型號進(jìn)入批量列裝的拐點 5圖表 4：高溫合金上市公司擴(kuò)產(chǎn)計劃 6圖表 5：高溫合金用作先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵熱端承力部件（圖中紅色部分為高溫合金） 6圖表 6：高溫合金上市公司的相關(guān)業(yè)務(wù)增速相對于航發(fā)動力發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)收入更高 6圖表 7：高溫合金相關(guān)上市公司與航發(fā)動力歸母凈利潤增速對比 7圖表 8：高溫合金用量占比 7圖表 9：全球高溫合金應(yīng)用領(lǐng)

5、域 7圖表 10：高溫合金在不用行業(yè)的應(yīng)用 7圖表 11：高溫合金部分產(chǎn)品 7圖表 12：歷年全球高溫合金市場規(guī)模（億美元） 8圖表 13：全球高溫合金市場規(guī)模預(yù)測（億美元） 8圖表 14：我國高溫合金行業(yè)需求情況（噸） 8圖表 15：我國高溫合金行業(yè)產(chǎn)量情況（噸） 8圖表 16：高溫合金在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用 9圖表 17：未來 10 年新增軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金市場規(guī)模測算 9圖表 18：未來 10 年存量軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金替換市場規(guī)模測算 10圖表 19：未來 10 年我國民航飛機(jī)發(fā)動機(jī)高溫合金市場需求測算 10圖表 20：高溫合金在各領(lǐng)域中的應(yīng)用及特點 11圖表 21：我國高溫合金相

6、比進(jìn)口產(chǎn)品的不足之處 13 HYPERLINK / P.2圖表 22：我國現(xiàn)從事高溫合金材料制造與生產(chǎn)的代表企業(yè) 13 HYPERLINK / P.3圖表 23：高溫合金按基體元素分類 14圖表 24：高溫合金按按工藝分類 14圖表 25：變形高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司 15圖表 26：不同代次發(fā)動機(jī)所用的渦輪葉片材料演繹進(jìn)展 16圖表 27：鑄造高溫合金三種形式：普通、定向、單晶 16圖表 28：燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片材料及成形技術(shù)發(fā)展 16圖表 29：鑄造高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司 17圖表 30：圖南股份與鋼研高納高溫合金產(chǎn)品及相關(guān)營收對比（百萬元） 17圖表 31：圖南股份與鋼研高納變形高溫合金

7、產(chǎn)品毛利率對比 17圖表 32：圖南股份與鋼研高納鑄造高溫合金產(chǎn)品毛利率對比 17圖表 33：鋼研高納高溫合金歷年產(chǎn)量（噸） 18圖表 34：鋼研高納高溫合金營收變動情況（百萬元） 18圖表 35：鋼研高納歷年營收結(jié)構(gòu) 18圖表 36：鋼研高納毛利率情況 18圖表 37：圖南股份高溫合金歷年產(chǎn)量/產(chǎn)能（噸） 19圖表 38：圖南股份高溫合金營收變動情況（百萬元） 19圖表 39：圖南股份歷年營收結(jié)構(gòu) 19圖表 40：圖南股份毛利率變動情況 19圖表 41：應(yīng)流股份航空航天新材料及零部件營收情況（百萬元） 20圖表 42：應(yīng)流股份航空航天新材料及零部件毛利率情況 20圖表 43：應(yīng)流股份在兩機(jī)高

8、溫合金領(lǐng)域?qū)嵤爱a(chǎn)業(yè)鏈延伸、價值鏈延伸”戰(zhàn)略 20圖表 44：ST 撫鋼歷年營收情況 21圖表 45：ST 撫鋼歷年歸母凈利潤情況 21圖表 46：應(yīng)流股份營收情況 22圖表 47：應(yīng)流股份歸母凈利潤情況 22圖表 48：鋼研高納歷年營收情況 23圖表 49：鋼研高納歷年歸母凈利潤情況 23圖表 50：圖南股份歷年營收情況 24圖表 51：圖南股份歷年歸母凈利潤情況 24圖表 52：西部超導(dǎo)歷年營收情況 25圖表 53：西部超導(dǎo)歷年歸母凈利潤情況 25為什么要重視高溫合金這個細(xì)分賽道？戰(zhàn)略角度：高溫合金材料是航空航天領(lǐng)域的戰(zhàn)略軍事物資提高航空發(fā)動機(jī)性能、實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)國產(chǎn)化，解決我國航空產(chǎn)業(yè)的

9、“心臟病”已然成為國家層面的迫切任務(wù)。我國從上世紀(jì) 60 年代開始發(fā)展國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)，歷經(jīng)坎坷，已經(jīng)從最早的渦噴-5、渦噴-14 發(fā)動機(jī)，到目前的渦扇 10、渦扇 15 發(fā)動機(jī)，取得了巨大的進(jìn)步。尤其是“太行”發(fā)動機(jī)的定型，實現(xiàn)了我國軍用航空發(fā)動機(jī)從第二代向第三代，從渦噴向渦扇、從中等推力向大推力的跨越的“三大跨越”，標(biāo)志著我國已具備自主研制大推力軍用發(fā)動機(jī)的能力。但是國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)仍然存在兩大問題：與國外發(fā)動機(jī)對比發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)渦扇發(fā)動機(jī)的推重比這一最重要指標(biāo)仍然落后。以目前的技術(shù)而言，要提高推重比，必須提高燃?xì)鉁囟?。航空發(fā)動機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度每提高100，推重比就能夠提高 10%左右，或者性能提

10、高了整整一代。對于商用航空發(fā)動機(jī)，推力每增加 10%，就可以增加 10%的載客量；對于軍用航空發(fā)動機(jī)，推力增加軍機(jī)的機(jī)動性、作戰(zhàn)性會更為突出。提高航空航天發(fā)動機(jī)的工作溫度，最核心手段是應(yīng)用高溫合金材料。先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)高溫合金用量達(dá)到 50%以上，被譽為“先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的基石材料”。高溫合金是指能在6001200的高溫下抗氧化、抗腐蝕、抗蠕變，并能在較高的機(jī)械應(yīng)力作用下長期工作的合金材料。未來隨著航空裝備的不斷升級，對航空發(fā)動機(jī)推重比的要求不斷提高，發(fā)動機(jī)對高性能高溫合金材料的依賴越來越大。新材料、新工藝對推重比 12-15 發(fā)動機(jī)的貢獻(xiàn)將達(dá) 50%以上，從未來發(fā)展來看，甚至可占 67%。因此發(fā)

11、展高質(zhì)量性能的高溫合金材料、提高高溫合金成品的工藝水平（比如葉片精密鑄造工藝從等軸晶、定向晶，向單晶工藝發(fā)展），是高溫合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然趨勢。圖表 1：中國軍用航空發(fā)動機(jī)發(fā)展歷程圖表 2：中、美、俄戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)推重比對比階段型號制造單位所處時代背景蘇聯(lián)援建時期：從1951-1965：初創(chuàng)、 渦噴快速發(fā)展時期-71966-1976 ：波折沈陽黎明/貴州黎陽修理到測仿；建立發(fā)動機(jī)研究所，“廠所結(jié)合”“十年動亂”：擴(kuò)大與緩慢發(fā)展時期續(xù)三線建設(shè)1977-1999 ：恢復(fù)渦噴沈陽黎明/與振興發(fā)展時期-13貴州黎陽1999 至今：崛起與渦扇沈陽黎明/跨域式發(fā)展時期-10西航公司/生產(chǎn)制造規(guī)模，繼資料來源：中

12、國航空工業(yè) 60 年大事記，國盛證券研究所資料來源：CNKI，國盛證券研究所我國航空發(fā)動機(jī)仍然存在部分進(jìn)口的局面，可以這樣認(rèn)為，高溫合金是決定航空航天發(fā)動機(jī)能否量產(chǎn)的核心瓶頸之一，高溫合金材料國產(chǎn)化是航空發(fā)動機(jī)國產(chǎn)的先決條件。涉及航天航空應(yīng)用領(lǐng)域的高溫合金產(chǎn)品，發(fā)達(dá)國家將其作為戰(zhàn)略軍事物資，技術(shù)壟斷程度高，嚴(yán)格禁止產(chǎn)品出口；而目前我國仍然有大量的高溫合金需求缺口需要從海外進(jìn)口，這足以說明我國當(dāng)前國產(chǎn)高溫合金尚不能滿足航空航天領(lǐng)域需求，其緊缺程度或已成為制約我國航空航天發(fā)動機(jī)量產(chǎn)的核心因素之一。 HYPERLINK / P.4而且在國內(nèi)，國產(chǎn)高溫合金材料在純凈度、均勻性、批次穩(wěn)定性及生產(chǎn)成本等方

13、面較國外高溫合金存在一定差距，尚不能完全滿足高端裝備尤其是航空發(fā)動機(jī)對材料的要求。 HYPERLINK / P.5因此實現(xiàn)高質(zhì)量性能高溫合金材料的國產(chǎn)化也是國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)。產(chǎn)業(yè)角度：我國航空航天高溫合金已從研究到全面大規(guī)模國產(chǎn)化的拐點需求端：我國重點型號武器裝備在“十三五”已經(jīng)跨過研制定型階段，在“十四五”將進(jìn)入批量列裝階段，隨之帶動高溫合金材料也會從“多品種、小批量”進(jìn)入“大規(guī)模批產(chǎn)”階段。“百年未有之大變局加速演進(jìn)”的國際秩序下，我國軍事裝備發(fā)展進(jìn)入加速追趕期，核心導(dǎo)向是圍繞打贏一場常規(guī)戰(zhàn)爭的能力建設(shè)，因此備戰(zhàn)能力建設(shè)背景下導(dǎo)彈、軍機(jī)等戰(zhàn)術(shù)性裝備是補缺口、強訓(xùn)練的重點裝備采購

14、方向；這些裝備在“十三五”完成研制定型也為“十四五”期間從裝備到上游原材料的放量采購奠定了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)?？傮w來看，國內(nèi)高溫合金的發(fā)展基本和國內(nèi)航空航天發(fā)動機(jī)的發(fā)展水平相一致的。因此，隨著未來國內(nèi)新軍機(jī)、新艦艇的逐步入列，國產(chǎn)發(fā)動機(jī)逐步走向前臺，國產(chǎn)高溫合金材料的發(fā)展正迎來重要的機(jī)遇和轉(zhuǎn)折點。圖表 3：我國航空裝備重點型號進(jìn)入批量列裝的拐點型號首飛時間列裝時間介紹圖示相關(guān)公司殲-202011 年首飛驗證機(jī)，2014 年首飛原型機(jī)運-202013 年首飛成功2018 年正式列裝作戰(zhàn)部隊2018 年開始裝備解放軍陸航兵2016 年正式列裝空軍航空兵部隊中國現(xiàn)代空中力量的代表作，世界最先進(jìn)的第五代戰(zhàn)斗機(jī)行

15、列對標(biāo)美國黑鷹直升機(jī)，解決中國缺乏10 噸級通用戰(zhàn)術(shù)直升機(jī)的問題大型多用途運輸機(jī)，標(biāo)志中國躋身世界少數(shù)自主研制大型機(jī)的國家之列成飛直-202013 年首飛成功中直股份中航西飛量部署在空軍基地攻防兼?zhèn)滢D(zhuǎn)型重要裝備之一中航沈飛2016 年11 月正式批自主研發(fā)的新一代殲擊轟炸機(jī)，空軍2011 年首飛成功殲-16資料來源：集團(tuán)官網(wǎng)，國盛證券研究所供給端：我國高溫合金經(jīng)歷從仿制到引進(jìn)再到自主創(chuàng)新的過程，目前我國已形成一定規(guī)模擁有較先進(jìn)技術(shù)裝備的生產(chǎn)基地，而且也看到很多高溫合金相關(guān)企業(yè)近期在實施擴(kuò)產(chǎn)計劃。自 1956 年第一爐高溫合金 GH3030 試煉成功，迄今為止，我國高溫合金的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)

16、歷 60 多年的發(fā)展歷程?；仡?60 多年的歷史，我國的高溫合金從無到有，從仿制到自主創(chuàng)新，合金的耐溫性能從低到高，先進(jìn)工藝得到應(yīng)用，新型材料得以開發(fā)，生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)且產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，并建立和完善了我國的高溫合金體系，使我國航空、航天工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展所需的高溫合金材料立足國內(nèi)，也為其它工業(yè)部門的發(fā)展提供了需要的高溫材料。我國成為繼美、英、俄以外，世界上第四個具有自己高溫合金體系的國家。國內(nèi)從事高溫合金生產(chǎn)的單位分為三類，一類是特鋼企業(yè)，如撫順特鋼、長城特鋼、寶鋼特鋼等；另一類則是研究院所，如航空材料研究院、中科院沈陽金屬研究所，還有鋼鐵研究總院系統(tǒng)的專業(yè)生產(chǎn)廠家鋼研高納等，還有如圖南股份、江

17、蘇隆達(dá)等民企，我們已看到很多高溫合金相關(guān)企業(yè)近期都在實施擴(kuò)產(chǎn)計劃。圖表 4：高溫合金上市公司擴(kuò)產(chǎn)計劃上市公司公告時間擴(kuò)產(chǎn)計劃擴(kuò)產(chǎn)背景擬 2020-2022 年建設(shè)三項生產(chǎn)項目，總投資 7.9 億隨著我國航空、航天及能源動力燃機(jī)領(lǐng)域快速發(fā)展，未來2020 年 3ST 撫鋼元：其中 2.8 億用于高溫合金、超高強度鋼工程化幾年對大型運輸機(jī)及大型客機(jī)發(fā)展過程中的高溫合金、月 31 日建設(shè)；2.6 億用于高溫合金產(chǎn)業(yè)化技術(shù)改造超高強度鋼等原材料市場需求將持續(xù)增長。西部超導(dǎo)2020 年12 月 19向大股東中國鋼研募資不超過 3 億元，主要用于滿未來三到五年，國內(nèi)航空、航天市場及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈將處于2021

18、 年 1鋼研高納足業(yè)務(wù)擴(kuò)張的資金需求，并在產(chǎn)品研發(fā)、多種潛力較為快速的發(fā)展階段，上市公司預(yù)計市場空間將會有更月 15 日生產(chǎn)線改造及投入方面保持持續(xù)的投入。進(jìn)一步增長，并需做好規(guī)劃準(zhǔn)備。日擬投資 50800 萬元建設(shè)“發(fā)動機(jī)用鎳基高溫合金棒材項目”和“粉末高溫合金母合金生產(chǎn)線項目”，建成后產(chǎn)能達(dá) 2600 噸隨著我國某軍用航空發(fā)動機(jī)型號快速量產(chǎn)，以及商用航空發(fā)動機(jī)國產(chǎn)化速度加快，進(jìn)口替代任務(wù)緊迫。資料來源：公司公告，國盛證券研究所盈利角度：下游航空航天放量，上游軍工新材料盈利彈性更強首先看量的增速：消耗屬性是裝備鏈條增速的核心影響因素之一，從消耗屬性角度看“高溫合金航空發(fā)動機(jī)軍機(jī)”，再疊加國產(chǎn)

19、替代的需求，因此高溫合金產(chǎn)業(yè)相對于下游軍機(jī)裝備增速更高。相對于軍機(jī)，航空發(fā)動機(jī)的需求來自于軍機(jī)放量增長，以及實戰(zhàn)化訓(xùn)練強度加大會拉動消耗；而相對于航空發(fā)動機(jī)，高溫合金制成的高溫件維修更換頻率更高，此外還有海外進(jìn)口替代邏輯，因此高溫合金產(chǎn)業(yè)相對于軍機(jī)行業(yè)發(fā)展增速會更高。圖表 5：高溫合金用作先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵熱端承力部件（圖中紅色部分為高溫合金）資料來源：Wind，國盛證券研究所高溫合金的上市公司如 ST 撫鋼、鋼研高納、圖南股份等，其高溫合金產(chǎn)品收入增速會顯著高于下游發(fā)動機(jī)總裝即航發(fā)動力業(yè)務(wù)的增速。如鋼研高納 2014-2019 年高溫合金業(yè)務(wù)相關(guān)收入 CAGR 為 18.4%，圖南股份 20

20、16-2019 年高溫合金業(yè)務(wù)相關(guān)收入 CAGR 為 24.6%，而 2014-2019 年航發(fā)動力發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)收入CAGR 僅為 8.0%。ST撫鋼（高溫合金業(yè)務(wù)收入）增速鋼研高納（高溫合金業(yè)務(wù)收入）增速圖南股份（高溫合金業(yè)務(wù)收入）增速航發(fā)動力（發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)收入）增速61.9%27.6%18.6%15.1%8.2%-7.1%8.8%-4.1%-5.9%22.4%7.5%46.8%34.2%31.7%4.0%33.4%17.8%11.7%-2.0%-28.4%-1.2%圖表 6：高溫合金上市公司的相關(guān)業(yè)務(wù)增速相對于航發(fā)動力發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)收入更高80%60%40%20%0%-20%-40% HYPERL

21、INK / P.6201420152016201720182019資料來源：Wind，國盛證券研究所其次看盈利的增速：相對于下游總裝，上游的材料受軍品定價機(jī)制影響較小，更多是貨架產(chǎn)品因此擁有相對市場化的定價機(jī)制，重要的是材料更容易形成規(guī)模效應(yīng)，因此高溫合金材料企業(yè)盈利彈性相對于下游總裝有望更強。如圖南股份、鋼研高納 2014-2019 年歸母凈利潤 CAGR 分別為 74.90%、7.16%，而航發(fā)動力 2014-2019 年歸母凈利潤C(jī)AGR僅 2.84%，突顯出上游原材料的盈利彈性強于下游總裝廠。174.9%圖表 7：高溫合金相關(guān)上市公司與航發(fā)動力歸母凈利潤增速對比200%150%鋼研高納

22、（歸母凈利潤）增速圖南股份（歸母凈利潤）增速航發(fā)動力（歸母凈利潤）增速100%50%0%27.2%14.6%32.6%12.8%85.4%-13.8%7.8%83.5%76.4%45.8%37.4%-50%-100%-42.8%10.3%-22.8%-39.4%10.8%1.3%201420152016201720182019資料來源：Wind，國盛證券研究所需求角度：軍民市場共同牽引，國產(chǎn)替代需求強勁不止于航空航天領(lǐng)域，高溫合金在工業(yè)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。高溫合金材料最初主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，由于其有著優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕等性能，逐漸被應(yīng)用到電力、汽車、冶金、玻璃制造、原子能等工業(yè)領(lǐng)域，從而大

23、大地拓展了高溫合金材料的應(yīng)用領(lǐng)域。按下游需求量劃分，航空航天領(lǐng)域高溫合金需求量占 55%左右，其次是能源電力占 20%，機(jī)械制造占 10%。目前按軍、民用劃分，高溫合金需求呈二八分布。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的加速，高溫合金在工業(yè)領(lǐng)域會有很多增長點，民用占比會提升，市場空間巨大。圖表 8：高溫合金用量占比圖表 9：全球高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域3% 3% 2%航空航天7%10%20%55%能源電力機(jī)械制造工業(yè)汽車石油其他 HYPERLINK / P.7資料來源：Roskill、新材料在線，國盛證券研究所資料來源：Roskill、新材料在線，國盛證券研究所圖表 10：高溫合金在不用行業(yè)的應(yīng)用圖表 11：高溫合金部分

24、產(chǎn)品資料來源：鋼研高納招股書，國盛證券研究所資料來源：鋼研高納官網(wǎng)，國盛證券研究所全球維度：高溫合金國外市場基本成熟，全球市場規(guī)模年增速有望保持在 10%左右。隨著全球范圍內(nèi)對高溫合金材料的需求，全球?qū)Ω邷睾辖鸬男枨蟪掷m(xù)上升。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2018 年全球高溫合金市場規(guī)模達(dá)到 122 億美元，YoY+4.8%，且自 2012年以來，全球高溫合金產(chǎn)業(yè)增速穩(wěn)步增加，預(yù)計 2024 年將達(dá)到 173 億美元。圖表 12：歷年全球高溫合金市場規(guī)模（億美元）圖表 13：全球高溫合金市場規(guī)模預(yù)測（億美元）140120100806040200全球高溫合金市場規(guī)模（億美元）同比（%）6%103.585

25、%107.2 111.28 116.06 121.6397.54 100.364.8%4%4.3%3.5% 3.8%3%2.9% 3.2%2%1%0%20122013201420152016 20172018200180160140120100806040200全球高溫合金市場規(guī)模預(yù)測（億美元）同比（%）1631731451291376.2%1546.2%6.1%5.8%5.8%6%6%6%6%6%6%6%6%201920202021202220232024資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國盛證券研究所資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國盛證券研究所2019 年我國高溫合金市場規(guī)模達(dá)到 169.8 億元，同

26、比增長 33.52%。國內(nèi)高溫合金產(chǎn)能供給有限，長期存在較大的供需缺口。根據(jù)20202026 年中國高溫合金行業(yè)市場專項調(diào)查及投資前景規(guī)劃分析報告，2019 年我國高溫合金產(chǎn)量約 2.76 萬噸，但高溫合金整體市場需求約為 4.82 萬噸，供需缺口達(dá) 2.06 萬噸。按 2019 年我國高溫合金均價 35.22萬元/噸計算，我國高溫合金行業(yè)市場規(guī)模 169.8 億元，同比增長 33.52%。圖表 14：我國高溫合金行業(yè)需求情況（噸）圖表 15：我國高溫合金行業(yè)產(chǎn)量情況（噸）6000050000400003000020000100000高溫合金需求量（噸）48,22237,40030,00025

27、,10010,00101,55014,24106,20018,10200,00202,2002009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019300002500020000150001000050000高溫合金產(chǎn)量（噸）27,60021,75018,82015,2 16,5000011,80103,0008,0008,5508,8209,2402009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019資料來源：20202026 年中國高溫合金行業(yè)市場專項調(diào)查及投資前景規(guī)劃分析報告，國盛證

28、券研究所資料來源：20202026 年中國高溫合金行業(yè)市場專項調(diào)查及投資前景規(guī)劃分析報告，國盛證券研究所我們重點計算下國內(nèi)航空航天發(fā)動機(jī)領(lǐng)域用高溫合金的需求，長期來看國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)國產(chǎn)化后也將帶來巨大的高溫合金市場需求空間。1、軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金從誕生起就用于航空發(fā)動機(jī)，主要用于航空發(fā)動機(jī)四大熱端部件：燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦輪盤，此外還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。 1）渦輪盤：以變形高溫合金和粉末冶金高溫合金為主。渦輪盤在四大熱端部件中所占質(zhì)量最大。渦輪工作葉片：以單晶高溫合金為主。渦輪葉片是航空發(fā)動機(jī)上工作條件最惡劣也是最為關(guān)鍵的構(gòu)件。渦輪導(dǎo)向器葉片：以鑄造高溫

29、合金為主。導(dǎo)向葉片是航空發(fā)動機(jī)上承受溫度最高、熱沖擊最大的零件之一，目前國際先進(jìn)發(fā)動機(jī)主要使用單晶葉片。 HYPERLINK / P.8燃燒室主要零部件：用量最大、最為關(guān)鍵的是變形高溫合金。燃燒室的作用在于把燃油的化學(xué)能釋放變?yōu)闊崮?，是動力機(jī)械能源的發(fā)源地。圖表 16：高溫合金在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域特點及工作環(huán)境應(yīng)用材料發(fā)動機(jī)各部件中溫度最高的區(qū)域，溫度可高達(dá) 1500-2000，作為燃燒室壁的高溫合用量最大、最為關(guān)鍵的是變形高燃燒室金材料需承受 800-900的高溫，局部甚至高達(dá) 1100以上。除需承受高溫外，還溫合金。應(yīng)能承受周期性點火啟動導(dǎo)致的急劇熱疲勞應(yīng)力和燃?xì)獾臎_擊力。導(dǎo) 向

30、器（渦輪導(dǎo)向葉片）渦輪葉片渦輪盤用來調(diào)整燃燒室出來的燃?xì)饬飨?，是渦輪發(fā)動機(jī)上承受溫度最高、熱沖擊最大的零部件，材料工作溫度最高可達(dá) 1100以上，但渦輪導(dǎo)向葉片承受的應(yīng)力比較低，一般低于 70MPa。該零件往往由于受到較大熱應(yīng)力而引起扭曲，溫度劇變產(chǎn)生熱疲勞裂紋以及局部溫度過高導(dǎo)致燒傷而報廢。渦輪發(fā)動機(jī)中工作條件最惡劣也是最關(guān)鍵的部件，其處于溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位而被列為第一關(guān)鍵件。渦輪葉片在承受高溫的同時要承受很大的離心應(yīng)力、振動應(yīng)力、熱應(yīng)力等。所承受溫度低于相應(yīng)導(dǎo)向葉片 50-100，但在高速轉(zhuǎn)動時，受氣動力和離心力的作用，葉身部分應(yīng)力達(dá) 140MPa，葉根部分達(dá) 280-

31、560Mpa。渦輪盤是航空發(fā)動機(jī)上的重要轉(zhuǎn)動部件，工作溫度不高，一般輪緣為 550-750，輪心為 300左右，因此盤件徑向的熱應(yīng)力大，特別是盤件在正常高速轉(zhuǎn)動時，由于盤件質(zhì)量重達(dá)幾十至幾百千克，且?guī)е~片旋轉(zhuǎn)，要承受極大的離心力作用，在啟動與停車過程中又構(gòu)成周期性的大應(yīng)力低周疲勞。大多采用精密鑄造鎳基高溫合金。渦輪葉片材料大多也是精密鑄造鎳基高溫合金。國內(nèi)常用牌號： DD6 等。用作渦輪盤的高溫合金為屈服強度很高、細(xì)晶粒的變形高溫合金和粉末高溫合金。我國渦輪盤中變形高溫合金 GH4169 合金用量最大、應(yīng)用范圍最廣。資料來源：Wind，國盛證券研究所軍用航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域：我們預(yù)計未來 10 年

32、高溫合金市場規(guī)模達(dá) 849.75 億元。根據(jù)World Air Forces 2020數(shù)據(jù)，目前我國軍用軍機(jī)數(shù)量為 3210 架，美國為 13266 架，全球占比分別為 6%、25%，我國與美國相比仍存在較大差距。隨著建軍百年奮斗目標(biāo)的推進(jìn)，我們預(yù)計未來 10 年我國國防裝備將進(jìn)入批量建設(shè)時期。考慮到新增及存量發(fā)動機(jī)替換市場，我們預(yù)計未來 10 年我國軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金市場規(guī)模約 849.75 億元。假設(shè) 1：根據(jù)World Air Forces 2020數(shù)據(jù)及中美兩國軍機(jī)的差距，我們認(rèn)為未來 10年國內(nèi)軍機(jī)數(shù)量較當(dāng)年會有大幅提升。我們假設(shè)未來 10 年我國軍機(jī)合計新增 3913 架，其中

33、戰(zhàn)斗機(jī)、特種飛機(jī)、加油機(jī)、運輸機(jī)、直升機(jī)、教練機(jī)分別新增 1097 架、249 架、159 架、316 架、1497 架、594 架；發(fā)動機(jī)配備比分別為 1.5、1.5、1.5、3、2、1.5；假設(shè) 2：考慮到目前實戰(zhàn)化訓(xùn)練較多，我們假設(shè)增量飛機(jī)未來 10 年內(nèi)換發(fā) 0/1 次，存量飛機(jī)未來 10 年內(nèi)換發(fā) 1/2 次；其中增量飛機(jī) 10 年內(nèi)更換 1 次的數(shù)量少于更換 0 次的數(shù)量，存量飛機(jī) 10 年內(nèi)更換 2 次的數(shù)量少于更換 1 次的數(shù)量；假設(shè) 3：我們假設(shè)高溫合金價值占整個航空發(fā)動機(jī)價值量的 30%；根據(jù)上述假設(shè)經(jīng)測算得知，我們預(yù)計未來 10 年我國軍用航空發(fā)動機(jī)用高溫合金市場規(guī)模達(dá)

34、849.75 億元。其中新增軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金市場 494.99 億元，存量替換市場規(guī)模 354.76 億元。圖表 17：未來 10 年新增軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金市場規(guī)模測算軍 機(jī) 數(shù) 量增量發(fā)動機(jī)數(shù)量發(fā)動機(jī)總價高溫合金價值高溫合金市場規(guī)模（架）發(fā)動機(jī)比例（臺）（億元）占比（億元）戰(zhàn)斗機(jī)10971.52194548.530%164.55特種飛機(jī)2491.5498124.530%37.35加油機(jī)159.51.531979.830%23.93運輸機(jī)31631264379.230%113.76武裝直升機(jī)149723992399.230%119.76教練機(jī)5941.51188118.830%35.

35、64小計3913494.99 HYPERLINK / P.9資料來源：World Air Forces，國盛證券研究所圖表 18：未來 10 年存量軍用航空發(fā)動機(jī)高溫合金替換市場規(guī)模測算軍 機(jī) 數(shù) 量更換發(fā)動機(jī)數(shù)量高溫合金價值高溫合金市場規(guī)模（架）發(fā)動機(jī)比例（臺）發(fā)動機(jī)總價（億元）占比（億元）戰(zhàn)斗機(jī)16031.5315663130%189.36特種飛機(jī)1111.52404830%14.40加油機(jī)31.56130%0.36運輸機(jī)224391823030%68.85武裝直升機(jī)9032268821530%64.51教練機(jī)3661.57205830%17.28小計3210354.76資料來源：Worl

36、d Air Forces，國盛證券研究所民用航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域：我們預(yù)計未來 10 年高溫合金市場規(guī)模達(dá) 2378.07 億元。根據(jù)中國商飛發(fā)布的2019-2038 年民用飛機(jī)市場預(yù)測年報數(shù)據(jù)，未來二十年中國航空市場將接收 50 座以上客機(jī) 9205 架。其中 50 座級以上渦扇支線客機(jī)交付 958 架；120 座級以上單通道噴氣客機(jī)交付 6119 架；250 座級以上雙通道噴氣客機(jī)交付 2128 架。假設(shè) 1：根據(jù)中國商飛預(yù)測年報數(shù)據(jù)，我們假設(shè)未來 10 中國航空市場接收 50 座以上客機(jī)為全部預(yù)測數(shù)據(jù)的一半，即 4603 架，其中支線飛機(jī)、單通道飛機(jī)、雙通道飛機(jī)分別為479 架、3060 架、

37、1064 架；假設(shè) 2：根據(jù)中國商飛預(yù)測年報數(shù)據(jù)，支線飛機(jī)、單通道飛機(jī)、雙通道飛機(jī)價值分別為0.49 億美元、1.13 億美元、3.19 億美元，以 2019 年年平均匯率 6.8965 折合為人民幣計價，我們假設(shè)發(fā)動機(jī)占整架飛機(jī)價值的比例約 27%；假設(shè) 3：根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的研究數(shù)據(jù)，我們假設(shè)高溫合金占發(fā)動機(jī)價值量的18%；根據(jù)上述假設(shè)經(jīng)測算得知，我們預(yù)計未來 10 年我國民用航空發(fā)動機(jī)用高溫合金市場規(guī)模約 2378.07 億元。考慮到目前國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)尚未國產(chǎn)化，這塊市場主要由海外廠商占領(lǐng)；但隨著國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)研制進(jìn)程加快，長期來看國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)國產(chǎn)化后也將帶來巨大的高

38、溫合金市場需求空間。圖表 19：未來 10 年我國民航飛機(jī)發(fā)動機(jī)高溫合金市場需求測算飛機(jī)種類交付總數(shù)（架）（億元）（%）（億元）占比（%）（億元）支線氣機(jī)4791604.9527.00%43318.00%78.00單通道飛機(jī)306023900.9927.00%645318.00%1161.59寬體飛機(jī)106423425.5427.00%632518.00%1138.48合計4603-2378.07飛機(jī)總價值發(fā)動機(jī)價值量占比發(fā)動機(jī)需求價值高溫合金價值量高溫合金市場空間資料來源：Wind，中國商飛，國盛證券研究所其他如燃?xì)廨啓C(jī)、核電、汽車、航天等領(lǐng)域，對高溫合金都有較大的需求。在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域主要用

39、于燃燒室、過渡導(dǎo)管、導(dǎo)向葉片、渦輪工作葉片以及渦輪盤等；在核電領(lǐng)域高溫合金是核島關(guān)鍵熱交換器件核電蒸發(fā)器的重要基礎(chǔ)原料；此外汽車廢氣增壓器渦輪 HYPERLINK / P.10是高溫合金材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域；高溫合金也是火箭發(fā)動機(jī)核心部件燃燒室和渦輪泵的關(guān)鍵用材。圖表 20：高溫合金在各領(lǐng)域中的應(yīng)用及特點應(yīng)用領(lǐng)域特點及工作環(huán)境應(yīng)用材料和國外相比，我國天然氣發(fā)電占全國總裝機(jī)比重較低。高溫合金在燃?xì)廨啓C(jī)中主要應(yīng)用于燃燒室、過渡導(dǎo)管、導(dǎo)向葉燃?xì)廨啓C(jī)隨著艦船用燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化批產(chǎn)階段完成，艦船高溫合片、渦輪工作葉片以及渦輪盤等五大部件上。金需求大幅增長。高溫合金是核島關(guān)鍵熱交換器件核電蒸發(fā)器的重要基礎(chǔ)原料

40、。高溫合金在核電領(lǐng)域多有應(yīng)用，根據(jù)鋼研高納公告信息，核電核電站堆芯對蒸發(fā)器 U 形傳熱管、核燃料包套管和不銹鋼精密管等各類核級用管的需求約為 10 噸/萬千瓦。汽車廢氣增壓器渦輪是高溫合金材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域，燃油消汽車耗法規(guī)助力該領(lǐng)域高溫合金需求快速增長。國家政策與環(huán)保優(yōu)勢促進(jìn)核電領(lǐng)域發(fā)展，帶動高溫合金需求持續(xù)增長汽車渦輪增壓器具有降低噪聲、減少有害氣體排放、提高功率等優(yōu)點目前國外的重型柴油機(jī)渦輪增壓器裝配率 100%，英、美、法等國家中小型柴油機(jī)裝配比例已達(dá) 80%左右，相較之下我國的裝配率仍有一定提升的空間。 HYPERLINK / P.11航天高溫合金是火箭發(fā)動機(jī)核心部件燃燒室和渦輪泵的

41、關(guān)鍵用材。我國航天產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對高溫合金提出持續(xù)的需求資料來源：Wind，國盛證券研究所高溫合金產(chǎn)業(yè)的高壁壘鑄就寡頭特征的競爭格局壁壘足夠高：高溫合金擁有非常高的行業(yè)準(zhǔn)入與技術(shù)壁壘高溫合金的工藝為非標(biāo)準(zhǔn)化，因此對研發(fā)實力、經(jīng)驗積淀要求很高；下游是航空發(fā)動機(jī)等產(chǎn)品也要求非常高的質(zhì)量穩(wěn)定性，因此高溫合金行業(yè)有著非常強的市場先入壁壘，一旦進(jìn)入用戶的供應(yīng)鏈體系，一般不會輕易更換。進(jìn)入高溫合金行業(yè)的主要壁壘有 5 個：技術(shù)壁壘：主要體現(xiàn)在成分、設(shè)備與工藝三方面。成分：高溫合金一般含有多種稀有、難熔金屬，其成分組成直接決定了熔煉結(jié)果和后續(xù)工序。材料的純凈程度、晶粒的細(xì)化及均勻化程度，以及宏觀偏析情況都會

42、影響后續(xù)的產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)備：加工設(shè)備決定了產(chǎn)品最終的品質(zhì)，越是尖端先進(jìn)的材料越是需要先進(jìn)的設(shè)備，對各類設(shè)備的熟練程度也非常關(guān)鍵。工藝：工藝對高溫合金性能的影響越來越重要，如定向凝固柱晶合金、單晶合金、粉末冶金、機(jī)械合金化、等溫鍛造、陶瓷過濾等多種新型工藝的研究開發(fā)，可以提高材料的高溫強度、或者減少合金的偏析等。市場先入壁壘：用戶一旦選定供應(yīng)商通常不會輕易更換。高溫合金下游用戶對供應(yīng)商選擇有嚴(yán)格的評定程序，供應(yīng)商的變更存在較高的技術(shù)風(fēng)險和不確定因素。因此，在產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，用戶在選定合格供應(yīng)商后通常不會輕易更換。另外軍用產(chǎn)品的研制均需經(jīng)過立項、方案論證、工程研制、定型等階段，從研制到定型可能

43、長達(dá) 5 年，轉(zhuǎn)換成本較高，用戶一旦選定供應(yīng)商就不會輕易更換。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)壁壘：下游客戶對資質(zhì)考核嚴(yán)格，要求企業(yè)質(zhì)量控制能力強。高溫合金下游客戶多為軍工企業(yè)，其對軍工資質(zhì)的要求較為嚴(yán)格，且考核周期較差，要求企業(yè)具有一套完整的質(zhì)量控制和檢測體系。民用航空發(fā)動機(jī)、核電裝備等領(lǐng)域，也各自存在相應(yīng)的資質(zhì)認(rèn)證管理體系，生產(chǎn)廠家需要通過獲得相關(guān)行業(yè)準(zhǔn)入資質(zhì)和認(rèn)證，方能進(jìn)入這些市場。這些資質(zhì)要求嚴(yán)格，且考察周期較長，需要企業(yè)具備較強的研發(fā)、管理和質(zhì)量控制能力。生產(chǎn)組織能力壁壘：高溫合金等先進(jìn)金屬材料的生產(chǎn)工序復(fù)雜、加工周期長，且具有多品種、小批量的生產(chǎn)特點，要獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，需要對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行精細(xì)化的管理

44、，這對企業(yè)的人員配置、生產(chǎn)組織、工序管理能力都提出了較高的要求。尤其以往軍品在“強軍目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程下訂單量較穩(wěn)健，多品種小批量采購模式下盈利能力有限，而在未來“全面加強練兵備戰(zhàn)”能力建設(shè)下裝備采購提速，放量采購模式下高溫合金企業(yè)的規(guī)模效應(yīng)、盈利能力有望大幅提升。資金壁壘：高溫合金對設(shè)備要求高，企業(yè)需投入大量資金購買設(shè)備并持續(xù)研發(fā)。隨著高溫合金技術(shù)的不斷進(jìn)步，對企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備提出更高的要求。企業(yè)需要投入較高成本進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的購置；同時高溫合金設(shè)備種類較多，高溫合金的生產(chǎn)設(shè)備較多，如感應(yīng)爐、電弧爐、自耗爐、電渣爐、精鍛機(jī)等，資金投入較多。研發(fā)過程中也需要持續(xù)的資金投入，并且新產(chǎn)品認(rèn)證

45、周期較長，對企業(yè)的流動資金提出了較高要求。經(jīng)歷仿制到自主創(chuàng)新歷程，我國已初步建立完整的高溫合金研制體系，但與世界領(lǐng)先水平相比，我國高溫合金在產(chǎn)品均勻性、雜質(zhì)元素控制、冶金等方面等仍存在不足。與進(jìn) HYPERLINK / P.12口高溫合金相比，我國高溫合金主要存在以下幾個方面的不足：如國內(nèi)生產(chǎn)的高溫合金冶金缺陷較多，主要表現(xiàn)為黑斑、白斑、碳化物偏聚等；且高溫合金棒材的組織均勻性較差；雜質(zhì)元素含量較高，導(dǎo)致材料的強度和使用壽命較低；另外國內(nèi)生產(chǎn)高溫合金返回料利用率偏低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本普遍偏高。圖表 21：我國高溫合金相比進(jìn)口產(chǎn)品的不足之處類別主要問題冶金問題國內(nèi)生產(chǎn)的高溫合金冶金缺陷較多，主要表現(xiàn)

46、為黑斑、白斑、碳化物偏聚等雜質(zhì)元素控制問題國內(nèi)生產(chǎn)的高溫合金產(chǎn)品雜質(zhì)元素含量較高，導(dǎo)致材料的強度和使用壽命較低組織均勻性問題國內(nèi)高溫合金棒材的組織均勻性較差，主要體現(xiàn)為邊芯部晶粒度極差過大成本問題國內(nèi)生產(chǎn)高溫合金返回料利用率偏低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本普遍偏高資料來源：Wind，國盛證券研究所格局足夠穩(wěn)定：高準(zhǔn)入壁壘鑄就高溫合金穩(wěn)定的供應(yīng)體系從全球角度看：縱觀全球，目前具有完整高溫合金體系的國家只有美、英、俄、中四國，能夠生產(chǎn)航空航天用高溫合金的企業(yè)也不超過 50 家。以特殊金屬公司、漢因斯-斯泰特公司（Haynes-Stellite Company）、國際因科公司、豪邁特公司、卡彭特公司等為代表，主要

47、集中在美、英、德、日等國，整個行業(yè)具有較為明顯的寡頭特征。從國內(nèi)角度看：目前我國已形成一定規(guī)模擁有較先進(jìn)技術(shù)裝備的生產(chǎn)基地。變形高溫合金主要以 ST 撫鋼為主，其市占率達(dá)到 80%，規(guī)模優(yōu)勢顯著，而且領(lǐng)先于行業(yè)于 2020 年初就發(fā)布擴(kuò)產(chǎn)計劃；圖表 22：我國現(xiàn)從事高溫合金材料制造與生產(chǎn)的代表企業(yè)類別代表企業(yè) 主要產(chǎn)品產(chǎn)能（噸）企業(yè)特點特鋼企業(yè)撫順特鋼高溫合金、超高超強鋼等5000國內(nèi)變形高溫合金龍頭，航空航天市場占有率高達(dá)80%以上，超強鋼在航空航天市占率達(dá) 95%以上長城特鋼高溫合金、超高超強鋼等1500國內(nèi)重點特殊鋼生產(chǎn)基地，國內(nèi)重點軍工配套企業(yè)寶鋼特鋼高溫合金、超高超強鋼等1500具備

48、大型變形高溫合金鍛件生產(chǎn)能力，技術(shù)領(lǐng)先研究院鋼研高納鑄造、變形和新型高溫合金 3000鑄造高溫母合金、精密鑄件及國內(nèi)高溫合金領(lǐng)域技術(shù)最先進(jìn)、生產(chǎn)種類最齊全的企業(yè)，鑄造高溫合金領(lǐng)域的龍頭中科院金屬所知識創(chuàng)新工程的重要產(chǎn)業(yè)化平臺，主營轉(zhuǎn)型企業(yè)中科三耐北京航材變形高溫合金400類產(chǎn)品是航空發(fā)動機(jī)材料以及燃?xì)廨啓C(jī)葉片主要從事航空先進(jìn)材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究、材料研制與應(yīng)鑄造高溫母合金 800院用技術(shù)研究和工程化技術(shù)研究的綜合性科研機(jī)構(gòu)其他類企業(yè)圖南股份變形高溫合金、鑄造高溫合金1445國內(nèi)少數(shù)能同時批量化生產(chǎn)變形高溫合金、鑄造高溫合金（母合金、精密鑄件）產(chǎn)品的企業(yè)之一西部超導(dǎo)高溫合金棒材、粉末高溫合金母合金2

49、600國內(nèi)高性能高溫合金材料的新興供應(yīng)商之一，2019年高性能高溫合金材料營收占比 0.75%左右萬澤股份高溫合金等軸晶葉片、精密鑄造葉片等2002014 年進(jìn)軍高溫合金產(chǎn)業(yè)，高溫合金業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)化處于建設(shè)階段，目前具備了大規(guī)模量產(chǎn)能力應(yīng)流股份兩機(jī)高溫合金葉片等熱端部件未來具備年產(chǎn) 20萬件葉片擁有數(shù)十年精密鑄造技術(shù)積淀，目前已切入全球航發(fā)兩機(jī)葉片賽道，成為 GE 等國內(nèi)外知名客戶供應(yīng)商，同時積極向上游材料及下游精密機(jī)加工拓展 HYPERLINK / P.13資料來源：Wind，中國高溫合金行業(yè)市場前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告，國盛證券研究所高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：按工藝劃分為變形、鑄造、粉末高溫合金按

50、元素構(gòu)成分為鎳基、鐵基、鈷基，應(yīng)用最為廣泛的是鎳基高溫合金，占比為80%，其次是鎳-鐵基，占比為 14.3%，鈷基占比最少，為 5.7%。圖表 23：高溫合金按基體元素分類類別基體元素含量工作溫度（）特點成本鐵基高溫合金50%600800具備良好的熱加工塑性，適合在中等溫度下工作合金成分簡單，成本較低鎳基高溫合金50%6501000可溶解多種合金元素，具備多種優(yōu)良性能，具備很好的高溫強度合金元素較多，成本較高鈷基高溫合金40%65%7301100耐熱性最好，具有良好的抗熱腐蝕性鈷是戰(zhàn)略資源，成本最高資料來源：航空材料技術(shù)，國盛證券研究所高溫合金按照工藝路線分類有三大類：變形高溫合金：是指可進(jìn)行

51、熱、冷變形加工，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強、韌性指標(biāo)，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。鑄造高溫合金：指用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是具有更寬的成分范圍，由于可不必兼顧其變形加工性能，合金的設(shè)計可以集中考慮優(yōu)化其使用性能。按結(jié)晶方式，可分為等軸晶鑄造高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金和單晶高溫合金 3 類。 3）粉末高溫合金：是將高溫合金霧化成粉末，再經(jīng)熱等靜壓成型或熱等靜壓加鍛造成型的生產(chǎn)工藝制造出高溫合金產(chǎn)品。圖表 24：高溫合金按按工藝分類變形高溫合金應(yīng)用范圍最廣，占比達(dá)到 70%，鑄造高溫合金占比為 20%。變形高溫合金對應(yīng)的后續(xù)工藝是鍛造，鑄造高溫合金對應(yīng)的后續(xù)工

52、藝是鑄造?？傮w上看，變形高溫合金的制造工藝難度大于鑄造母合金，因此價格上變形高溫合金更高，鑄造高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈的工藝難點在于后續(xù)的精密鑄造工藝，也是提升鑄造母合金產(chǎn)品附加值的重要工藝環(huán)節(jié)。大類小類釋義牌號用于航空發(fā)動機(jī)的部件應(yīng)用情況工作溫度600-1000用量占70%渦輪盤、壓氣機(jī)盤、渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、主燃燒室、火焰筒、機(jī)匣等經(jīng)鍛造、軋制、鐓粗和冷拔等塑性變形工藝和熱GH處理制程的高溫合金變形高溫合金-鑄造高溫合金等軸晶鑄造 高溫合金DZ件晶高溫合金定向凝固柱用定向凝固技術(shù)制備鑄單晶高溫合 用傳統(tǒng)的熔模鑄造方法K制備鑄件用定向凝固和選晶技術(shù)葉片，目前國內(nèi)等軸晶、定向晶應(yīng)用比較成熟用量占20%1

53、000以上1050金制造DD1204C新型高溫合金粉末合金粉末冶金工藝制成FGH1100的渦輪葉片用量占10%1100以上ODS 合金用粉末冶金工藝制備MGH火焰筒、導(dǎo)向葉片及渦輪葉片1200資料來源：航空材料技術(shù)，國盛證券研究所變形高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：用量占到 70%，ST 撫鋼是變形高溫合金龍頭 HYPERLINK / P.14變形高溫合金：指可以進(jìn)行熱、冷變形加工，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強、韌性指標(biāo)的一類合金。變形高溫合金是航空、航天、核能工業(yè)和地面燃機(jī)必須應(yīng)用的高溫材料，可以用于制造在航空、航天發(fā)動機(jī)和核反應(yīng)堆等高溫環(huán)境下應(yīng)用的各種關(guān)鍵零件。變形高溫合金產(chǎn)品：是對鑄錠進(jìn)行開坯、鍛造、軋

54、制、擠壓、拉拔、沖壓和特殊的熱處理技術(shù)，以獲得不同形狀和尺寸的各種鍛件與零件。制品通常包括板材、棒材和渦輪盤等高溫合金制品。變形高溫合金在我國高溫合金領(lǐng)域應(yīng)用最廣，占比約 70%，已經(jīng)形成了由研發(fā)到制品的完整產(chǎn)業(yè)鏈。國內(nèi)從事變形高溫合金系列產(chǎn)品的廠家分類：大型鋼鐵生產(chǎn)基地：撫順特鋼、寶鋼特鋼、長城特鋼等大型鋼鐵企業(yè)，生產(chǎn)批量較大的合金板材、棒材和鍛件?？蒲性核捌渖a(chǎn)基地：以中科院金屬所、北京航材院和鋼研高納三家為代表的研究、生產(chǎn)基地，具有部分變形高溫合金的制造能力。從事高溫合金鍛造的企業(yè)：主要有陜西宏遠(yuǎn)、貴州安大、萬航模鍛、三角防務(wù)、鋼研高鈉、貴州航宇科技等。其中，陜西宏遠(yuǎn)、貴州安大均為中航

55、重機(jī)全資子公司；鍛造行業(yè)中的軍工企業(yè)定位比較高端，而民營鍛造企業(yè)側(cè)重中低端市場。圖表 25：變形高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司資料來源：Wind，鋼研高納及圖南股份招股說明書，國盛證券研究所撫順特鋼高溫合金在航空航天市場占有率高達(dá) 80%以上，超高強度鋼在航空航天市場占有率高達(dá) 95%以上。1956 年，撫順特鋼成功冶煉出新中國第一爐高溫合金 GH3030，由此拉開了我國高溫合金產(chǎn)業(yè)從無到有，從低級到高級，從仿制到獨立創(chuàng)新的序幕。目前，撫順特鋼已經(jīng)掌握高溫合金和耐蝕合金核心生產(chǎn)技術(shù)，曾為我國第一顆人造地球衛(wèi)星、第一枚導(dǎo)彈、第一艘潛艇和多項國家重點工程、國防工程提供了大批關(guān)鍵特殊鋼材料；為我國“長征”

56、系列火箭、“神舟”系列航天飛船和“嫦娥一號”月球探測工程提供了關(guān)鍵材料。鑄造高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈：關(guān)注母合金龍頭鋼研高納和精密鑄造葉片龍頭應(yīng)流股份鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金，具有合金化程度高、成分范圍高、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊等特點。其工藝流程較為復(fù)雜，包括精選、組裝和熔煉等多 個步驟，復(fù)雜的工藝流程也使產(chǎn)品更加精細(xì)化。該類合金廣泛應(yīng)用于制造航空、航天、能源等領(lǐng)域高端裝備核心熱部件的高溫母合金、精鑄件以及高溫合金葉片等。鑄造高溫合金按照凝固結(jié)晶組織不同可分為：等軸晶、定向晶、單晶高溫合金，價值量在提升，也以此順序代表了技術(shù)進(jìn)步方向；目前只有美國、俄羅斯、英國、法國、中國等少數(shù)幾

57、個國家少數(shù)廠商能夠制造單晶渦輪葉片。從承溫角度：等軸晶，工作溫度為 950- HYPERLINK / P.151050；定向晶，工作溫度 1000-1100；單晶，工作溫度 1100-1200。自 1970 年代定向晶和單晶合金出現(xiàn)后，所有國家先進(jìn)發(fā)動機(jī)幾乎都選用鑄造高溫合金制作最高溫區(qū)工作的葉片，從此確立了鑄造高溫合金葉片的穩(wěn)固地位。目前單晶高溫合金以難以替代的綜合優(yōu)勢繼續(xù)得到廣泛應(yīng)用。單晶葉片相比等軸晶、定向晶，強度更高。由于單晶葉片消除了全部晶界，不必加入晶界強化元素，使合金的初熔溫度相對升高，主要用于發(fā)動機(jī)中溫度最高的幾級渦輪，是“核心”中的“核心”材料。圖表 26：不同代次發(fā)動機(jī)所用

58、的渦輪葉片材料演繹進(jìn)展代別主要性能指標(biāo)典型發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)渦輪葉片材料第四代渦輪前溫度：1680-1750K推重比：9-10渦輪前溫度：18501980K服役：20 世紀(jì) 70 年代F119，EJ200服役：20 世紀(jì)末復(fù)合冷卻空心葉片第二代單晶合金第二代第三代推重比：4-6渦輪前溫度：1300-1500K推重比：7-8斯貝 MK202服役：20 世紀(jì) 60 年代F100，F(xiàn)110實心葉片定向合金和高溫合金 氣膜冷卻空心渦輪葉片第一代單晶和定向合金第五代推重比：12-15渦輪前溫度：2100-2200K2018 年雙層壁超冷/鑄冷渦輪葉片金屬間化合物 第三代單晶合金 HYPERLINK / P.16

59、資料來源：航空制造網(wǎng)，國盛證券研究所圖表 27：鑄造高溫合金三種形式：普通、定向、單晶圖表 28：燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片材料及成形技術(shù)發(fā)展資料來源：航空制造網(wǎng)，國盛證券研究所資料來源：燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，國盛證券研究所因此，鑄造高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈中，主要企業(yè)分類：鑄造高溫合金母合金企業(yè)：航材院、鋼研高納、中科院金屬所、圖南股份、江蘇隆達(dá)等；精密鑄造企業(yè)：一類是黎明、黎陽等航發(fā)體系內(nèi)的精密鑄造廠；另一類是應(yīng)流股份、鋼研高納、安吉鑄造、江蘇永瀚等體系外的企業(yè)。圖表 29：鑄造高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司資料來源：Wind，鋼研高納及圖南股份招股說明書，國盛證券研究所上市公司層面，主要有鋼研高納、圖南股份從事高溫合金相

60、關(guān)業(yè)務(wù)，其中鋼研高納是傳統(tǒng)鑄造高溫合金龍頭，圖南股份為新進(jìn)入民營供應(yīng)商。二者財務(wù)數(shù)據(jù)對比如下，鋼研高納營收規(guī)模大于圖南股份，但圖南股份的毛利率高于鋼研高納。圖表 30：圖南股份與鋼研高納高溫合金產(chǎn)品及相關(guān)營收對比（百萬元）上市類別產(chǎn)品公司高溫合金業(yè)務(wù)相關(guān)營收營收增速2016201720182019201720182019鋼研高納鑄造高溫合金高溫合金母合金、精密鑄造件227.60245.44429.15898.807.84%74.85%109.44%變形高溫合金板材、棒材、鍛件、渦輪盤、汽輪機(jī)葉片防護(hù)片等341.31328.34337.61362.82-3.80%2.82%7.47%高溫合金產(chǎn)品