1、 证券研究报告 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明 table_main 公司深度报告模板 最是春好处，布局正当时最是春好处，布局正当时 新材料系列之新材料系列之二：高温合金二：高温合金 军工行业军工行业 推荐推荐 (维持评级维持评级)核心观点：核心观点：高温合金高温合金进口替代需求迫切，变形高温合金需求占比达进口替代需求迫切，变形高温合金需求占比达 70%。高温合金作为军民领域重要材料，性能优越，应用场景广泛，具有重要经济和战略意义。在中美关系日益紧张的国际背景下，尽早实现高温合金的全自主研发和进口替代，是我国近年来的重点发展方向。国内高温合金普遍分为铸造高温合金、变形高温合金

2、和粉末高温合金，其中变形高温合金占下游应用的 70%，其次是铸造高温合金，占比 20%。海阔凭鱼跃，海阔凭鱼跃，高温合金高温合金下游市场空间广阔下游市场空间广阔。根据公开数据，我们对高温合金主要应用领域的未来需求进行梳理和统计，预计未来我国高温合金的年均需求约为 5.82 万吨，市场空间广阔。其中工业发电用燃气轮机领域需求占比最高（41%），年均需求约 2.4 万吨；其次为航空航天发动机领域需求占比（20%），年均需求约 1.18 万吨；管道增压用燃机需求占比排第三（14%），年需求约 0.84 万吨。从价值量维度来看，航空航天领域占比 55%，居于首位，电力领域占比则下滑至 20%。需求大于

3、供给，国内企业间竞合成主流。需求大于供给，国内企业间竞合成主流。由于技术和资质壁垒较高，国内从事高温合金材料生产的企业较少，主要是基于国家在计划经济时期规划的高温合金生产基地和研发基地以及一些原航空工业配套高温合金铸件的专业铸造单位，整体技术水平与国际先进水平有较大差距。从从供给端来供给端来看，我国整体产能和实际有效产能较小，尤其在看，我国整体产能和实际有效产能较小，尤其在航空航天领域高温合金航空航天领域高温合金的产能与实际需求存在较大缺口。的产能与实际需求存在较大缺口。2018 年国内高温合金产能约 2.2 万吨，远低于高温合金 5.9 万吨的需求量，超过 60%的市场需求依赖进口。目前国内

4、高温合金的进口依存度仍接近 50%，市场供给缺口超 2 万吨。随着诸多上市公司陆续扩产，预计行业产能有望快速提升，供给能力将明显改善。我们认为目前国内国内高温合金高温合金企业多属于竞合关系，竞争偏良性，企业多属于竞合关系，竞争偏良性，行行业业以技术创新、扩大产能、以技术创新、扩大产能、实现实现进口替代为目标共同发展。进口替代为目标共同发展。投资观点：投资观点：需求放量叠加国产替代，首选高温合金行业龙头需求放量叠加国产替代，首选高温合金行业龙头。高温合金产业具有较高技术壁垒，前期投入大、认证周期长，新进入者很难在短期取得优势。同时，军用高温合金应用端转换成本高，尤其是航空航天领域，一旦供应商确定

5、，通常不会轻易更换，先发优势较为明显。因此，我们认为未来高温合金行业强者恒强，生产要素和产业机会将流向头部企业，具备技术优势的龙头公司有望获得更多的行业发展红利。建议关注抚顺特钢（600399.SH）、西部超导（688122.SH）、钢研高纳（300034.SZ）、隆达股份（688231.SH）、图南股份（300855.SZ）。风险提示：风险提示：装备采购和军工改革不及预期的风险。重点公司盈利预测与估值重点公司盈利预测与估值 股票代码股票代码 股票名称股票名称 EPS PE 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 300034.SZ 钢研高纳 0.71 1.11

6、 1.44 64.6 41.3 31.8 688122.SH 西部超导 2.37 3.28 4.09 40.1 28.9 23.1 688231.SH 隆达股份 0.28 0.49 0.69 129.4 72.8 52.1 资料来源：wind，银河证券研究院 分析师分析师 李良：：liliang_ 分析师登记编码：S01 胡浩淼：：huhaomiao_ 分析师登记编码：S01 行业数据行业数据 2022.12.31 资料来源：Wind，中国银河证券研究院整理 相关研究相关研究 训练 行业深度报告行业深度

7、报告军工行业军工行业 2022 年年 12 月月 31 日日 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。1 目目 录录 一、总览：高温合金产业初具规模，一、总览：高温合金产业初具规模，发展进入快车道发展进入快车道.2（一）高温合金：性能优越，应用场景广泛.2（二）国内发展稳扎稳打，产业结构初具规模.4（三）高温合金发展政策环境优渥，行业标准逐步建立.6 二、需求：海阔凭鱼跃，高温合金市场空间广阔二、需求：海阔凭鱼跃，高温合金市场空间广阔.8（一）高温合金助力国之重器，与航空航天产业齐飞.9（二）自主研制燃气轮机相继落地，国内高温合金市

8、场需求放量.16（三）其他市场应用：高温合金应用场景丰富，多点开花.20 三、上游：原材料采购与国际市场强相关，价格波动可控三、上游：原材料采购与国际市场强相关，价格波动可控.22 四、结构：需求大于供给，企业间竞合成主流四、结构：需求大于供给，企业间竞合成主流.24（一）百舸争流，各显神通.24（二）高温合金存较大需求缺口，行业供给能力正逐步改善.25 五、投资建议：需求放量叠加国产替代，首选高温合金行业龙头五、投资建议：需求放量叠加国产替代，首选高温合金行业龙头.26 六、重点公司盈利预测与估值六、重点公司盈利预测与估值.27 七、风险提示七、风险提示.27 VUjYpNtRQYjYrV0

9、ZtVbRbP7NtRmMnPpMeRqQoPlOnNnO9PnNuNxNpPoMwMqQqR 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。2 一、一、总览：高温合金产业总览：高温合金产业初具规模初具规模，发展进入快车道发展进入快车道（一）高温合金：性能优越，应用场景广泛 高温合金性能高温合金性能优越优越，应用场景广泛。，应用场景广泛。高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在 600以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金”。从高

10、温合从高温合金应用领域来看：金应用领域来看：在民用工业领域，可用于柴油机增压涡轮、烟气轮机叶片和盘、冶金轧钢加热炉垫块、内燃机排气阀座等方面。此外，近年来高温合金应用面不断扩大，在石油化工、玻璃和玻纤以及机械制造等行业的应用有明显的进展。在军工领域，目前镍基高温合金是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰船和工业燃气轮机的关键热端部件材料，也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。高温合金作为军民领域重要材料，应用空间广阔，并具有重要的经济和战略意义。按基体元素，高温合金可分为镍基高温合金、铁基高温合金和钴基高温合金按基体元素，高温合金可分为镍基高温合金、铁基高温合金和

11、钴基高温合金，不同基体，不同基体的高温合金呈现出不同的的高温合金呈现出不同的化学和物理特征化学和物理特征。当前，镍基高温合金镍基高温合金的应用范围较广，需求量约占高温合金的 80%。主要原因是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性。另外，镍基合金可以形成共格有序的金属间化合物作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度。表表 1 按基体元素分类的高温合金差异按基体元素分类的高温合金差异 类型类型 主要特点及应用情况主要特点及应用情况 镍基高温合金 在 650-1,000高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力，是高温合金中应用最广、高温强

12、度最高的一类合金，广泛用于制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的最热端零件，如涡轮部分涡轮叶片、导向器等。铁基高温合金 使用温度较低（600-850），一般用于发动机中工作温度较低的部位，如涡轮盘、机匣和轴等零件。钴基高温合金 使用温度约 950，铸造性和焊接性良好，主要用于做导向器材料，由于钴资源较少、价格昂贵，生产和使用受到限制。资料来源：中国金属学会高温材料分会,中国银河证券研究院整理 相比较而言，铁基高温合金铁基高温合金的组织不够稳定，因而抗氧化性能比较差、高温强度不足,是中等温度（600-800C）条件下使用的重要材料，且因合金成分比较简单，成本较低。而钴基钴基高温合金高温合金的基体

13、钴是一种重要的战略资源，世界上大多数国家缺钴，使得其发展受到限制。按制备工艺，高温合金可分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末高温合金，变形高温按制备工艺，高温合金可分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末高温合金，变形高温合金占下游应用的合金占下游应用的 70%。铸造高温合金强化相数量较多，不易变形加工，因此通常用于制造航空航天发动机和燃气轮机等先进动力装备的关键热端部件，其需求量约占高温合金总需求的 20%。变形高温合金的热加工塑性较好，可以在锻轧机械的外力作用下塑性变形为特定形状和尺寸的锻件和型材，在固溶、时效状态下的高温强度优异，其需求量约占高温合金总需求的 70%，其余 10%为粉末高温合

14、金。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。3 图图 1 不同基体元素的高温合金市场份额不同基体元素的高温合金市场份额 图图 2 不同制备工艺的高温合金市场份额不同制备工艺的高温合金市场份额 资料来源：隆达股份招股说明书，中国银河证券研究院 资料来源：隆达股份招股说明书，中国银河证券研究院 表表 2 变形、铸造和粉末高温合金性能与用途比较变形、铸造和粉末高温合金性能与用途比较 变形高温合金变形高温合金 铸造高温合金铸造高温合金 粉末高温合金粉末高温合金 产生年代产生年代 20世纪 50年代 20世纪 60年代 20世纪 70年代 工

15、艺制造工艺制造 铸造-变形工艺生产的高温合金，可以进行冷、热变形加工 可以或只能用铸造方法成型零件的高温合金，在热加工过程中变形困难，必须采用铸造工艺 采用粉末冶金工艺生产的高温合金材料，将高温合金雾化成粉末，再经热等静压成型或热等静压加锻造成型，通常以镍为基体 性能特点性能特点 工作温度范围-2531320，力学性能好，综合韧性指数高，抗氧化，耐腐蚀性强，高热强度。1）更宽的成分范围：）更宽的成分范围：由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。2）更广阔的应用领域：）更广阔的应用领域：由于铸造方法具有的特殊优点，可根据零件的使用需要，设计、制造出近终形或无余量的具有

16、任意复杂结构和形状的铸件。等轴晶铸造高温合金使用温度范围-253950，定向凝固柱晶和单晶高温合金使用温度范围 9501100；最高工作温度 650750 采用粉末冶金工艺，由于粉末颗粒细小，冷却速 度 快，从 而 成 分 均匀，无宏观偏析，而且晶粒细小，热加工性能好，金属利用率高，成本低，尤其是合金的屈服强度和疲劳性能有较大的提高。以 FGH95 为例，650的拉伸强度 1500MPa；1034MPa 应力下持久寿命大于 50小时。分类以及分类以及其特点其特点 按其热处理工艺热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。1）固溶强化合金固溶强化合金：使用温度范围为 9001300，最高抗氧

17、化温度达 1320。2）时 效 强 化 合 金：）时 效 强 化 合 金：使 用 温 度 为-253950，制作涡轮盘的合金工作温度为-253700,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。根据铸造合金的使用温度细分：使用温度细分：1）等轴晶铸造高温合金）等轴晶铸造高温合金（-253950）：在很大的范围温度内具有良好的综合性能，在低温下能保持强度和塑性均不下降，在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。2）定向凝固柱晶和单晶高温合金）定向凝固柱晶和单晶高温合金（9501100）：在温度范围内具有优良的综合性能和抗氧化、抗热腐蚀性能。应用领域应用领域 为航空航天提供结构锻件、环、棒、板、管、带和线

18、，在舰船制造、工业燃气轮机、航天飞行器、火箭发动机、核反应堆等领域应用广泛。1）固溶强化合金：航空航天发动机燃烧室、机匣等部件部件 2）时效强化合金：航空航天发动机涡轮盘、叶片等结构件结构件 1）等轴晶铸造高温合金：航空发动机扩压器和机匣等大型复杂结构件、整铸涡轮、导向器、导向和涡轮叶片 2）定向凝固柱晶和单晶高温合金：航空发动机、燃气轮机热端涡轮叶片，国内使用运用于新型高性能发动机的一级涡轮叶片 粉末冶金高温合金可以满足应力水平较高的发动机的使用要求,是高推重比发动机涡轮轴、涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的选择材料。资料来源：中国金属协会高温材料分会，中国银河证券研究院整理 80.0%

19、14.3%5.7%镍基 铁基 70%20%10%变形 铸造 粉末 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。4（二）国内发展稳扎稳打，产业结构初具规模 从全球看，高温合金自 20 世纪 30 年代开始研制，变形高温合金、铸造高温合金与粉末高温合金相继问世。而我国高温合金的发展经历了三个阶段：图图 3 高温合金国内发展历程高温合金国内发展历程 资料来源：我国高温合金的发展与创新，中国银河证券研究院整理 第一阶段第一阶段从 1956年至 20世纪 70年代初，是我国高温合金的创业和起始阶段。在苏联专家的指导下炼出的第一炉高温合金 GH30

20、30，拉开了我国研制和生产的序幕。1960 年后，我国开始独立自主地研制和生产主要歼击机发动机 WP-5、WP-6、WP-7、WP-8 等所需的各种高温合金材料，建立和完善了我国高温合金的生产和研究基地。此阶段主要成果此阶段主要成果是仿制了部分前苏联高温合金系列，包括是仿制了部分前苏联高温合金系列，包括 GH4033、GH4037、K401、K406 等。等。第二阶段第二阶段从 20 世纪 70 年代中期至 90 年代中期，是我国高温合金的提高阶段。随着仿欧美航空发动机的试制和生产，我国引进了一系列欧美体系合金。在对 WS-9、WZ-6、WZ-8 发动机用高温合金材料的研制中，全面按照国外的技

21、术标准进行研制和生产，对纯洁度、均匀性和综合性能比过去提出了更高的要求。此阶段研制出一系列新合金、引此阶段研制出一系列新合金、引进先进设备、改进生产工艺，进先进设备、改进生产工艺，使我国高温合金的生产工艺技术和产品质量控制等方面上使我国高温合金的生产工艺技术和产品质量控制等方面上了一个新台阶了一个新台阶，基本达到国际先进水平，基本达到国际先进水平。第三阶段第三阶段从 20 世纪 90 年代中期至今，是我国高温合金的新发展阶段。随着新型先进航空发动机的设计、研制和生产，我国接连成功研制高性能的新高温合金材料，如粉末涡轮盘材料 FGH4096，弥散强化高温合金 MGH4754 和单晶高温合金 DD

22、406 等。同时，我国主要生产品种 GH4169 盘件的应用面不断扩大，改型 GH4169G性能显著提高。目前，我国从事高温合金研发及制备的企业及研究所等单位共有十余家，已经形成了相目前，我国从事高温合金研发及制备的企业及研究所等单位共有十余家，已经形成了相对完整的高温合金生产体系。对完整的高温合金生产体系。高温合金产业链由上游原材料及设备供应商、中游高温合金材 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。5 料及制品生产商、下游应用终端组成。中游高温合金材料及制品生产商作为核心环节，主要包含三类参与者。第一类是兼具高温合金材料研发能力

23、与生产能力的科研单位，包括钢研高纳、北京航材院、中科院金属所等；第二类是以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢为代表的特钢厂；第三类是以西部超导、图南股份、应流股份等为代表的新兴冶金企业或金属加工企业，多数为民营背景。表表 3 高温合金产业链高温合金产业链 上游上游 供应商供应商 原材料供应商原材料供应商 设备供应商设备供应商 基体原材料 添加金属 真空感应熔炼炉、保护气氛电渣炉、真空自耗炉、电子束熔炉等 金川集团、上海炬嘉合金、中信锦州金属、丹阳航太再生等 ALD(德)、CONSARC(美)、RETECH(美)、INTECO(奥)、锦州航星真空设备、沈阳真空技术研究所、沈阳东大中乌冶金、宝鸡稀有金属

24、装备设计研制所等 中游中游 制造商制造商 研发单位研发单位 变形高温合金变形高温合金 铸造高温合金铸造高温合金 粉末高温合金粉末高温合金 钢研所 621所 中科院金属所 北京科技大学 沈铸所 母合金熔炼 精密 锻造 精密 机加工 母合金熔炼 精密 铸造 精密 机加工 母合金熔炼 制粉 精密 机加工 抚顺特钢 宝钢特钢 长城特钢 621所 钢研高纳 西部超导江苏隆达 图南股份 中航上大 中航重机 二重万航 三角防务 图南股份 无锡透平 派克新材 主机厂：主机厂：沈阳黎明 贵州黎明 西航公司 南方株洲 621所 钢研高钠 中科院金属所（中科三耐）图南股份 江苏隆达 主机厂：主机厂：沈阳黎明 贵州黎

25、明 西航公司 南方株洲 贵航公司 其他：其他：621所 钢研高钠 成都航宇 主机厂：主机厂：沈阳黎明 贵州黎明 西航公司 南方株洲 其他：其他：应流股份 航材院沈阳铸造研究所 钢研高钠 万泽股份 航材院 钢铁研究总院 西安欧中 航材院 钢研高钠 万泽股份 下游下游 应用应用 中国航空发动机研究院、株洲动力机械研究所、沈阳发动机设计研究所、贵阳发动机设计研究所、中国燃气涡轮研究所、沈阳黎明发动机制造公司、中国航发成都发动机有限公司、西安航空发动机集团有限公司、贵州黎阳航空发动机有限责任公司、中国航发南方工业有限公司 资料来源：wind，各公司公告与招股书、中国银河证券研究院整理 当前，我国已建立

26、完善的牌号体系，当前，我国已建立完善的牌号体系，可覆盖主要应用领域。可覆盖主要应用领域。根据 2002 年出版的中国航空材料手册，我国可供航空选用的高温合金牌号仅 89个，而根据 2012年出版的中国高温合金手册，目前有 194 个牌号列入我国牌号体系，相较十年前发展迅速，也成为除美、英、俄之外，第四个具备牌号体系的国家。我国目前牌号中包括 100多个变形高温合金、70余铸造高温合金和近 20 个粉末、轻型等新型高温合金牌号，基本覆盖主要应用领域，已基本具备新材料、新工艺的自主开发能力。表表 4 主要应用领域主要应用领域对应我国牌号对应我国牌号 应用领域应用领域 零部件零部件 代表牌号代表牌号

27、 航空航空 涡轮盘 GH4133B、GH2132、GH500、GH33A、GH901、YZGH4169、GH4169 叶片 GH4049、GH4037、GH4033、GH4133、GH105、GH80A、YZGH4169 机匣 GH3030、GH3044、GH1015、GH1140、GH536、GH901、GH163、GH105、GH907 导向叶片 K32、K14、K38、K3、K5、K17、DK5、DK3、K19、K002、K20 等 涡轮叶片 K17、K19 舰船、地面舰船、地面 涡轮叶片、导向叶片 K435、K444、K452、GH4413等 航天航天 火箭、导弹发动机 GH2038、

28、GH1040、GH4169、GH4141、GH1131、GH3600、GH4586、GH4202 导弹 GH4742、K424、GH4487、GH4098 等 电力能源电力能源 燃气轮机涡轮盘 GH706、GH698、GH742、GH674 燃气轮机叶片 GH4133B 燃气轮机壳体 GH698、GH674 汽车汽车 增压涡轮材料 K213，K418，K419、K4002等 资料来源：新材料在线，我国高温合金的发展与创新，中国银河证券研究院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。6 国内高温合金产国内高温合金产业业与国际先进水

29、平仍有差距。与国际先进水平仍有差距。总体来看，我国的高温合金行业从产业到技术等各方面较国际先进水平仍存在较大差距，包括部分关键技术+尚未实现突破、重要材料依赖进口、缺乏自主研制的先进设备、返回料再利用的技术与机制尚未完善等。性能上，我国高温合金材料在主元素精确控制能力、杂质元素控制水平、成分均匀性、组织一致性等方面皆有所不足。由于高温合金主要用于航空航天、燃气轮机等高端制造领域，具有很强的战略价值及商业价值，欧美俄等发达国家的重点企业已在高温合金领域进行了几十年的研究，并对核心制备技术进行严格保密。而高温合金质量是影响我国高温环境下关键零部件承温能力、可靠性和使用寿命的主要因素之一，因此我国在

30、高温合金的发展迫在眉睫，产业链我国在高温合金的发展迫在眉睫，产业链安全也至关重要。安全也至关重要。（三）高温合金发展政策环境优渥，行业标准逐步建立 高温合金发展政策环境优渥高温合金发展政策环境优渥，行业，行业迎发展黄金期迎发展黄金期。新材料产业是制造业转型提升的核心领域和重要支撑之一，高温合金作为航空、航天、石油化工、能源等各个重要领域的关键战略材料，在中美关系日益紧张的国际环境下，尽早实现我国高温合金的全自主研发和进口替代，解决各项“卡脖子”技术是我国近年来的重点发展方向。当前我国已出台系列支持新材料行业发展的政策，如中国制造 2025、新材料产业发展指南、“十三五”国家战略性新兴产业发展规

31、划，均将高温合金作为高端装备发展的重点突破领域。高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，提升关键战略材料保障能力是国家战略所需。当前高温合金行业发展政策环境优渥，行业迎发展黄金期。表表 5 历年高温合金相关支持政策历年高温合金相关支持政策 政策名称政策名称 发文机关发文机关 发文时间发文时间 内容概要内容概要 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要 国务院 2021年 3 月 推动高端稀土功能材料、高品质特殊钢材、高性能合金、高温合金、高纯稀有金属材料、高性能陶瓷、电子玻璃等先进金属和无机非金属材料取得突破 产业结构调整指导目录 国家发改委 2019年

32、 10月 钢铁行业中鼓励发展高温合金，机械行业中鼓励发展燃气轮机高温部件（300MV以上重型燃机用转子体锻件、大型高温合金轮盘、缸体、叶片等）及控制系统 2018年工业转型升级资金工作指南 工信部、财政部 2018年 5 月 关键基础材料重点支持航空航天标准件高温合金材料等 新材料标准领航计划（2018-2020年）工信部、发改委、国防科工局等 9 部委 2018年 3 月 从新材料技术、产业发展的战略性、基础性特点出发，科学规划标准化体系，明确新材料标准建设的方向，建立标准领航产业发展工作机制，重点部署研制一批“领航”标准，指导新材料产品品质提升，带动科技创新，引领产业健康有序发展。国家新材

33、料生产应用示范平台建设方案 工信部、财政部 2017年 12月 新材料产业是战略性、基础性产业。在关键领域建立国家新材料生产应用示范平台，旨在构建上下游有效协同的新机制、新体制、新体系，填补生产应用衔接空缺，缩短开发应用周期，实现新材料与终端产品同步设计、系统验证 增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）发改委 2017年 11月 重点发展发动机用高温合金材料等新材料，加快先进金属及非金属关键 新材料产业发展指南 工信部、国家发改委、科技部、财政部 2016年 12月 在航空航天装备材料方面开展高温合金及复杂结构叶片材料设计及制造工艺攻关“十三五”国家战略性新兴产业发展规划 国

34、务院 2016年 11月 完善航空产业配套体系建设，提高航空材料和基础元器件自主制造水平，掌握铝锂合金、复合材料等加工制造核心技术 资料来源：中国银河证券研究院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。7 行业标准逐步建立，高温合金行业标准逐步建立，高温合金行业行业发展进入快车道。发展进入快车道。20 世纪 50 年代，我国刚开始试制生产高温合金时，直接采用原苏联材料技术条件的翻译本；冶金厂、航空工厂和研究院所自20 世纪 60 年代初期开始共同制定我国高温合金的技术条件，即开始建立冶金行业标准；20世纪 80 年代后期，随着高

35、温合金在航空、航天等型号上的应用，原冶金部、航空部门、航天部门又陆续制定了多项航空、航天用高温合金的国家军用标准。进入 20 世纪 90 年代，随着我国高温合金生产技术的不断进步，我国开始对高温合金标准进行了二次修订并逐步形成了目前的高温合金国家标准体系。我们认为，标准是保证和提高产品质量的依据，是产品进入国际市场的必备条件。随着国内高温合金标准逐步建立，高温合金产品质量有望实现新突破，国产化进程将提速。图图 4 高温合金国家标准发展历程高温合金国家标准发展历程 资料来源：冶金工业信息标准研究院，中国银河证券研究院整理 图图 5 高温合金体系表高温合金体系表 资料来源：冶金工业信息标准研究院，

36、中国银河证券研究院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。8 二、二、需求：需求：海阔凭鱼跃，海阔凭鱼跃，高温合金高温合金市场空间广阔市场空间广阔 航空航天领域是高温合金最航空航天领域是高温合金最大应用场景。大应用场景。目前，高温合金主要应用于发动机领域，包括航空发动机、航天火箭发动机和各种工业用燃气涡轮发动机。根据 Roskill 统计数据，在高温合金的下游应用中，按价值来分，航空航天领域应用占比 55%，其次是电力领域，应用占比为 20%。随着新型高温合金材料的不断发展，其下游应用场景和市场需求也在迅速扩张。图图 6 全球

37、高温合金材料应用领域全球高温合金材料应用领域（按价值分按价值分）资料来源：Roskill，中国银河证券研究院整理 根据公开数据，我们对高温合金主要应用领域的未来需求进行梳理统计，预计未来每年我国高温合金需求约 5.82 万吨，市场空间广阔。表表 6 我国我国高温合金高温合金在各领域主要需求预测在各领域主要需求预测（按重量统计）（按重量统计）领域领域 主要主要假设假设 未来十年未来十年需求需求量量 年均需求年均需求（吨）（吨）军用航空发动机 假设发动机平均的高温合金需求均为 4.25吨/台 未来 10 年需求 11.8 万吨 11805 商用航空发动机 假设未来 20年我国共接收 9000架飞机

38、来算，其中 20%国产 假设每台发动机高温部件 1.5 吨，成材率 30%未来 20年需求 2.54万吨 1271 航天发动机 假设未来 10年间维持每年至少 80次航天发射 假设单枚火箭的高温合金部件质量占比 25%未来 10年需求达 7600吨 760 工业发电用燃机 假设单台燃气轮机可发电 30兆瓦；假设每年新增装机 400 台“十四五”期间需求达 12万吨。24000 管道增压用燃机 假设天然气管线每 100-200 公里设有一个压气站，每个压气站平均装备 2 台燃气轮机“十四五”期间需求达 4.2 万吨 8400 军用舰船用燃机 假设平均每艘舰艇需 3台燃气轮机 假设舰船的燃气轮机应

39、用比例为 50%-1260 核电建设 假设一座 100 万千瓦的核电机组消耗 500 吨高温合金 2022-2025 年高温合金需求为 12096吨；“十五五”期间高温合金需求量约为 20105 吨.3024 汽车 假设未来汽车总产量维持 3%增速，且新能源车渗透率不断提升 2022-2025 年，商用汽车高温合金需求量为 3.06 万吨，呈逐年递减态势。7655 合计 58175 资料来源：中国银河证券研究院整理 55%20%10%7%3%3%2%航空航天 电力 机械 工业 汽车 石油化工 其他 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责

40、声明。9（一）高温合金助力国之重器，与航空航天产业齐飞 作为现代工业作为现代工业“皇冠上的明珠皇冠上的明珠”，航空发动机航空发动机附加值较高附加值较高。航空发动机是关系国家国防安全、国民经济发展的重大装备，以先进性和复杂性成为一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一。它的发展可广泛带动电子、材料、精密加工、冶金、化工等产业的繁荣，被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。同时，航发也是典型的技术、知识密集型高科技产品，附加值较高，根据航空发动机科学技术的发展与创新，其单位重量创造的相对价值是船舶的 1400 倍。图图 7 各产品单位重量创造的相对价值各产品单位重量创造的相对价值 资料来源：航空

41、发动机科学技术的发展与创新，中国银河证券研究院整理 航空发动机设计和制造技术的先进性在很大程度上取决于所使用材料的水平。航空发动机设计和制造技术的先进性在很大程度上取决于所使用材料的水平。目前，能够独立研制先进航空发动机的国家只有美国、英国、法国、俄罗斯、日本和中国。而航空发动机的迭代路径首先是“动力先行”，即航空发动机以飞机/飞行器的发展需求为牵引，需提前5-8 年发展；其次是“材料先行”，即研发一个新材料，制造成零件并装到航空发动机上大约需要 30 年，研发时间长，技术难度大，对材料要求高，因此，航空发动机设计和制造技术的先进性在一定程度上取决于所使用材料的水平。表表 7 航空发动机特点和

42、对材料要求航空发动机特点和对材料要求 分类分类 主要特点主要特点 具体数据具体数据 整机整机 高空、高推重比、高可靠性、长期反复使用 零部件零部件 高压 增压比可达到 52 高转速 大中型涡扇发动机的涡轮转速可达到 15000r/min，小型涡轴发动机的涡轮转速可达到 50000r/min 高温 涡轮前温度可达到 1700以上。涡轮前温度是航空发动机先进程度的一个重要指标。在航空发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下，涡轮前温度每提高 100摄氏度，推力增加 15%。可靠 长期循环往复工作 研制研制 高投入、高门槛、高回报、长周期 资料来源：航空动力，中国银河证券研究院整理 1 9 300 80

43、0 1400 02004006008000船舶 轿车 计算机 喷气客机 航空发动机 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。10 高温合金是航空发动机重要材料，是多个核心部件的性能保障。高温合金是航空发动机重要材料，是多个核心部件的性能保障。据航空发动机材料结构的发展情况，在新型的航空发动机中，高温合金用量占发动机总重量的 40%60%以上，主要用于燃烧室、涡轮导向叶片（又称导向器）、涡轮工作叶片、涡轮盘等热端部件，此外还用于机匣、环件、尾喷口等部件。图图 8 发动机结构发动机结构 资料来源：军用飞机，中国银河

44、证券研究院整理 燃烧室燃烧室是发动机各部件中温度最高的区域，燃烧室内燃气温度可高达 1500-2000，作为燃烧室壁的高温合金材料需承受 800-900的高温，局部甚至高达 1100以上。除需承受高温外，燃烧室材料还应能承受周期性点火启动导致的急剧热疲劳应力和燃气的冲击力。用于制造燃烧室的主要材料有高温合金、不锈钢和结构钢，其中用量最大、最为关键的是变形高温合金。涡轮导向叶片涡轮导向叶片用来调整燃烧室出来的燃气流向，是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最大的零部件。其材料工作温度最高可达 1100以上，但涡轮导向叶片承受的应力比较低，一般低于 70MPa。该零件往往由于受到较大热应力而引起扭曲，

45、温度剧变产生热疲劳裂纹以及局部温度过高导致烧伤而报废。因此，涡轮导向叶片大多采用精密铸造镍基高温合金和钴基高温合金生产。涡轮工作叶片涡轮工作叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件，由于其处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮工作叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、振动应力、热应力等。其所承受温度低于相应涡轮导向叶片 50-100，但在高速转动时，由于受到气动力和离心力的作用，叶身部分所受应力高达 140MPa，叶根部分达 280-560MPa，涡轮工作叶片材料大多也是精密铸造镍基和钴基高温合金。涡轮工作叶片其结构与材料的不断改进已成为航空发动机性能提

46、升的关键因素之一。涡轮盘涡轮盘在四大热端部件中所占重量最大。涡轮盘是航空发动机上的重要转动部件，工作温度不高，一般轮缘为 550-750，轮心为 300左右，因此盘件径向的热应力大，特别是盘件在正常高速转动时，由于盘件质量重达几十至几百千克，且带着叶片旋转，要承受极大的离心力作用，在启动与停车过程中又构成周期性的大应力低周疲劳。用作涡轮盘的高温合金为高强度、高持久蠕变性能的变形高温合金和粉末高温合金。在我国，涡轮盘中变形高温合金 GH4169 合金用量最大、应用范围最广。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。11 1、军用航空发动

47、机、军用航空发动机：需求增长、维修换装、国产替代三轮驱动需求增长、维修换装、国产替代三轮驱动 鉴于先进航空发动机中高温合金的重量占比达 50%以上，因此随着我国军用飞机现代化建设提速以及维修和换装市场的快速扩张，高温合金的增量（新的需求+国产替代）和存量（维修+换发）市场需求空间广阔。I、增量逻辑：战机数目持续增长叠加国产化渗透率提升增量逻辑：战机数目持续增长叠加国产化渗透率提升（1）新增需求拉动）新增需求拉动 据World Air Force 2023，我国 2022年军用飞机数量达 3283架，不足美国军机的四分之一。在飞机细分种类中，我国战斗机的数量仅为美国战斗机数量的 47.9%，而其

48、他种类机型如战斗直升机、加油机、教练机等与美国差异更为明显，数量甚至低于美国数目的 20%。强国必强兵，作为全球重要经济体之一，我国有望加快军事力量装备步伐。图图 9 中美中美 2022 年军机数目对比年军机数目对比 资料来源：World Air Force 2023，中国银河证券研究院整理 根据World Air Force的统计数据，我国军机“十二五”期间增加 344 架，“十三五”期间增加 318 架，年复合增速分别为 2.5%和 2.1%。图图 10 我国近年军机我国近年军机（固定翼（固定翼+旋翼旋翼）数量数量及其及其增速增速 资料来源：World Air Force，中国银河证券研究

49、院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。12 根据以上分析，我们做以下假设和预测：为实现 2027 年建军百年奋斗目标和 2035 年国防与军队现代化的伟大愿景，我国国防实力与经济实力有望同步提升，“十四五”期间军机列装将提速，假设 2023-2025年复合增长率将达 10%，“十五五”期间复合增速为 8%，“十六六”期间复合增速依然维持在 6%，预计未来 10年我国将新增军用飞机数量达 3469 架，相当于再造一个中国空军。由于新增军机中双台发动机和多台发动机机型占绝对比例，同时考虑新发动机的维修、备用等因素，假设整体飞发

50、比例为 1 比 3，则未来 10 年新增军机需要 11781 台发动机。（2）国产替代需求拉动）国产替代需求拉动 美、俄美、俄占据全球军用发动机重要地位占据全球军用发动机重要地位，我国军用发动机仍有国产化空间，我国军用发动机仍有国产化空间。美俄军用航空发动机除了满足其自身国防建设需要外，还大量出口。以全球现役装备数量前十的战斗机型号为例，其中 8 个战斗机型号配备美国或俄罗斯的发动机，而我国目前军用发动机尚未出口，且仍为国产为主、进口为辅的模式。近年来，美欧军机发动机禁运已成常态，我们预计国内二代机发动机国产化率接近 100%，另据隆达股份公告，我国三代、四代战机航空发动机的我国三代、四代战机

51、航空发动机的国产化率约国产化率约 70%。随着太行发动机的批量生产以及更多型号的研制，预计。随着太行发动机的批量生产以及更多型号的研制，预计 2040 年军用飞机年军用飞机航空发动机的国产化率将提高到航空发动机的国产化率将提高到 95%以上以上。表表 8 现役装备数量前十的战斗机型号所配发动机现役装备数量前十的战斗机型号所配发动机 战斗机型号战斗机型号 现役数量（架）现役数量（架）发动机型号发动机型号 发动机生产国发动机生产国 发动机制造商发动机制造商 F-16 2184 F100-PW F110-GE 美国 普惠、GE SU-27/30/34/35 1187 AL-31F 俄罗斯 土星 F-

52、15 961 F100-PW 美国 GE F-18 828 YJ101-GE 美国 GE Mig-29 822 RD-33 俄罗斯 克里莫夫 F-35 545 F135 美国 普惠 Eurofighter 522 EJ-200 英国 罗罗 Su-25 480 R-195 俄罗斯 土星 J-7 444 涡喷 13 中国 黎明 F-5 403 J85-GE 美国 GE 资料来源：World Air Force 2023，中国银河证券研究院整理 根据以上分析，我们做出以下假设和预测：据World Air Force 2023，我国 2022 年军用飞机数量达 3283 架，其中二代机约1300 架，

53、三四代机约 1983 架，考虑到歼 10 为单发动机，且数量可观。因此我们假设我国存量三四代军机的飞发比例为 1:1.9，则三四代机总的存量发动机约 3767 台，其中非国产化发动机占比 30%，约 1130 台。假设 2040 年军用飞机航空发动机的国军用飞机航空发动机的国产化率将提高到产化率将提高到 95%以上，以上，结合维修、备用等因素，结合维修、备用等因素，则则未来未来 10 年年需国产需国产替代发动替代发动机数量机数量约约 3390 台台。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。13 II、存量替代逻辑：存量替代逻辑：维修

54、与换发维修与换发带来的高温合金成长空间带来的高温合金成长空间 发动机存在消耗属性，未来随着实战化训练要求加大，单机飞行时间增长，发动机维修次数和换发需求也将大幅增长。据统计，航空发动机使用阶段的综合保障费用约占全寿命周期成本的 50%，高于航空发动机本身的价值量。因此，航空发动机维修与换发将从存量端助推高温合金的需求放量。表表 9 航空发动机成本构成分解情况航空发动机成本构成分解情况 全寿命周期阶段全寿命周期阶段 各阶段成本构成各阶段成本构成 目标成本占比目标成本占比（%）全寿命周期成本占比全寿命周期成本占比（%）研发阶段研发阶段（10%）应用基础 4 0.4 先进部件 26 2.6 技术验证

55、机 10 1 工程发展 10 1 型号验证机 50 5 制造阶段制造阶段（40%）原材料费用 50 20 劳动力费用 25 10 其他 25 10 维护阶段维护阶段（50%）发动机管理 3 1.5 外场更换转件 9 4.5 备用发动机 5 2.5 航线维修 10 5 发动机维修 22 11 零备件航材 51 25.5 资料来源：大涵道比涡扇发动机总体性能与循环参数设计，银河证券研究院整理 根据以上分析，我们做以下假设和预测：据World Air Force 2023，我国 2022年军用飞机数量达 3283架，考虑到有相当规模的歼 7、歼 8、歼 10和教练机等单发军机，假设整体飞发比例 1:

56、1.6，国产化率高于 80%，则存量发动机数量为 5253 台，其中国产发动机约 4202 台。另假设国产发动机寿命为 5 年，寿命期内不考虑飞机退役等因素，则未来则未来 10 年年维修与换发维修与换发带动的带动的发动机发动机总量总量约约 12606 台台。根据公开资料，WS-10 的重量约为 1.7 吨，高温合金重量占比约 50%，则高温合金部件重量约为 0.85 吨。假设高温合金材料的成材率为 20%，则每台 WS-10 发动机约需 4.25 吨高温合金材料。我们简单假设所有发动机的高温合金需求均为 4.25 吨/台，则未来未来 10 年所需高年所需高温合金约为温合金约为 11.8 万万吨

57、，吨，到到 2025 年年高温合金需求高温合金需求近近 1.2 万万吨吨。表表 10 军机高温合金未来十年需求军机高温合金未来十年需求 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 合计 新增军机 328 361 397 349 377 407 440 475 385 408 3927 新增发动机 984 1083 1191 1047 1131 1221 1320 1425 1155 1224 11781 国产替代发动机 339 339 339 339 339 339 339 339 339 339 3390 存量维修+换发 1261 12

58、61 1261 1261 1261 1261 1261 1261 1261 1261 12606 所需发动机合计 2584 2683 2791 2647 2731 2821 2920 3025 2755 2824 27777 所需高温合金所需高温合金 10980 11400 11860 11245 11605 11985 12405 12850 11705 12000 118050 资料来源：中国银河证券研究院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。14 2、商用航空发动机、商用航空发动机：蓝海市场待掘金，蓝海市场待掘金，未来

59、未来 20 年年我国我国新增新增商发领域商发领域高温合金需求高温合金需求 2.5 万吨万吨 我国有望成为全球最大单一航空市场，万亿蓝海市场待掘金。我国有望成为全球最大单一航空市场，万亿蓝海市场待掘金。根据中国商飞市场预测年报（2021-2040年），预计未来二十年，中国航空市场将接收 50座级以上客机 9084 架（新机与替换需求合计），价值约 1.39 万亿美元（以 2020 年目录价格为基础）。其中 50 座级以上涡扇支线客机 953 架，价值约为 480 亿美元；120 座级以上单通道喷气客机 6,295 架，价值约为 7370 亿美元；250 座级以上双通道喷气客机 1,836 架，价

60、值约为 6010 亿美元。到 2040 年，中国的机队规模将达到 9957 架，占全球客机机队比例 22%，成为全球最大的单一航空市场。图图 11 未来未来 20 年商用飞机市场需求预测（单位：架）年商用飞机市场需求预测（单位：架）资料来源：中国商飞市场预测年报（2021-2040年），中国银河证券研究院整理 我国商发我国商发市场高温合金需求巨大，国产化率亟市场高温合金需求巨大，国产化率亟待提升。待提升。根据中国商飞预测，未来 20 年我国共需要 9084 架飞机，假设中国商飞在国内支线和单通道客机的市占率为 30%，双通道客机的市占率为 20%，预计未来 20 年国内将至少新增 5084 台

61、商用发动机需求。类比 CJ-1000，假设每台发动机重量 3 吨，高温合金部件重量占比 50%，约 1.5 吨，假设成材率 30%，则未来则未来 20 年年商发领域商发领域新增高温合金新增高温合金国内国内需求需求 2.54 万吨万吨，年均需求，年均需求 1271 吨吨。由于中国航空工由于中国航空工业的基础相对薄弱，目前国内的民航客机发动机主要依靠进口业的基础相对薄弱，目前国内的民航客机发动机主要依靠进口，如美国如美国 GE 航空、普惠、罗航空、普惠、罗罗、赛峰等，罗、赛峰等，国产发动机的国产发动机的市占率市占率不到不到 1%，而国产高温合金在国际商发市场占有率较低，而国产高温合金在国际商发市场

62、占有率较低，进口进口替代替代空间空间巨大巨大。2022 年年 12 月月 9 日，首架商飞日，首架商飞 C919正式交付给中国东方航空，正式交付给中国东方航空，同时同时，中国民航局正式向，中国民航局正式向C919 颁发适航许可证颁发适航许可证。据人民网，C919 已获得国内外 35 家客户，累计 1115 架飞机的订单，市场前景向好。中国商飞有望引领国产厂商破局，高温合金国产化率或逐步提升中国商飞有望引领国产厂商破局，高温合金国产化率或逐步提升。目前，商用飞机市场呈现波音和空客双寡头格局，市场竞争并不充分，全球市场尤其是国内市场需要诸如中国商飞等的企业来打破这一局面。当前 C919 国产化率约

63、为 60%，40%的外部配套率也基本符合国际惯例，但是外部局势和地缘政治日趋复杂，国内大飞机的发展需要更多的自主技术和产品来支撑，以便在未来国外配套可能受限的情况下，更加游刃有余。因此，我们认为面对既得利益大国或企业的阻力，国产大飞机夹缝中求生存，自主可控要求迫在眉睫。目前中国商发为目前中国商发为 C919 研制国产研制国产 CJ-1000 发动机，发动机，已有江苏隆达等国内厂商的多款牌号已有江苏隆达等国内厂商的多款牌号伴随伴随CJ 系列发动机系列发动机进入中国航发商发进入中国航发商发的验证流程的验证流程，国产高温合金在商飞领域，国产高温合金在商飞领域后续发展前景可期。后续发展前景可期。行业行

64、业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。15 3、航天航天发动机：发动机：预计未来预计未来 10 年我国火箭发动机用高温合金需求达年我国火箭发动机用高温合金需求达 7600 吨吨 目前我国火箭的国产化率已达目前我国火箭的国产化率已达 99%到到 100%，基本实现完全国产化，基本实现完全国产化，但火箭发动机性能，但火箭发动机性能有所差距有所差距。从推力和比冲这两项最重要的两项数据看，在关键的火箭发动机领域我国同俄罗斯、美国和日本的差距仍很明显，部分原因在于高温合金材料的差距。火箭发动机燃烧室需承受高温（3000-4000C）、高压（20M

65、Pa）和高流速（2500-5000m/s）燃气冲刷，对高温合金材料要求极高；高性能涡轮泵需承受超低温液氧和燃料的冲刷，且转速高、压力大、密封性要求高，是液体火箭发动机最核心的部件。图图 12 航天发动机航天发动机 YF-100 示意图示意图 资料来源：腾讯新闻，中国银河证券研究院整理 我国未来主力运载火箭长征七号采用 6台 YF-100火箭发动机设计，单台 YF-100液氧-煤油火箭发动机质量为 1.9 吨，其中高温合金关键部件涡轮泵及燃烧室质量占比 25%，则每枚火箭所用高温合金部件质量约为 2.85 吨。假设高温合金部件成材率为 30%，则每枚长征七号所需高温合金质量为 9.5吨。2018

66、 年以来，我国进入星际探测高峰期，每年火箭发射均超过 30 次。2021 年，我国航天发射 55 次，居世界第一，2022 年至今已完成 62 次发射，全年发射次数有望创新高。为实现航天强国梦，结合低轨卫星产业发展需求，未来我国将保持高强度、高密度的火箭发射。假设未来假设未来 10 年年我国我国年均年均航天发射航天发射 80 次次，则则未来未来 10 年年火箭发动机用高温合金火箭发动机用高温合金年均年均需求达需求达为为760 吨吨。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。16（二）自主研制燃气轮机相继落地，国内高温合金市场需求放量

67、燃气轮机应用广泛，燃气轮机应用广泛，轻型和超重型燃气轮机的市场占比最大轻型和超重型燃气轮机的市场占比最大。燃气轮机是以连续流动的气体为介质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。按其输出功率，燃气轮机可以分为微型、轻型和重型，前两者通常由航空发动机改装，功率通常在 50MW 以内，可用于工业发电、船舶动力、管道增压、坦克、分布式发电等。重型功率通常在 50MW 以上，主要用于陆地上固定的发电机组，如城市电网。根据 Release Wire 数据，2020 年全球燃气轮机中 1-40MW 级燃气轮机和 120MW 级以上重型燃气轮机的市场占比最大，

68、均为 39%。全球燃气轮机市场规模呈上涨全球燃气轮机市场规模呈上涨趋势，电力和公用事业是主要应用场景。趋势，电力和公用事业是主要应用场景。根据 Statista 统计数据，2015 年至 2020 年全球燃气轮机市场规模呈上涨趋势，复合增长率 7%以上。GRAND VIEW RESEARCH 报告显示，2020 年燃气轮机全球市场规模约 203.8 亿美元，电力和公用事业是燃气轮机的主要应用场景，收入贡献超过 85%。2028 年燃气轮机的市场规模有望达到 350.2 亿美元，其中电力和公用事业的份额将进一步扩大，部分受益于全球人口的增长和城市化带来的用电需求，部分受益于环保型发电的开发。图图

69、 13 三菱日立电力系统株式会社的三菱日立电力系统株式会社的 H25 燃气轮机结构燃气轮机结构 图图 14 GE航空集团的航空集团的 6F.01 燃气轮机结构燃气轮机结构 资料来源：航空动力，中国银河证券研究院 资料来源：航空动力，中国银河证券研究院 燃气轮机的核心部件是压气机、燃烧室和燃气透平（即热能动力领域的涡轮机）。受工作环境的限制，燃烧室和燃气透平的主要使用镍基高温合金和钴基高温合金制造。表表 11 燃气轮机不同部位对材料性能要求燃气轮机不同部位对材料性能要求 部位部位 性能要求性能要求 高温合金选材高温合金选材 代表牌号代表牌号 燃气透平叶片燃气透平叶片 对材料的使用寿命、耐腐蚀性能

70、比航空发动机涡轮叶片要求更高对材料的使用寿命、耐腐蚀性能比航空发动机涡轮叶片要求更高 镍基和钴基铸造高温合金 IN738LC、Rene 80、IN792、FSX414、Mar-M247等 透平轮盘透平轮盘 透平轮盘不同部位的温差较大，形成径向热应力。透平轮盘不同部位的温差较大，形成径向热应力。需要材料在工作温度下具有较高的抗拉强度、屈服强度和低周疲劳强度。镍基变形高温合金 IN718、IN706 和 GH4698等 透平轮盘直径通常是航空发动机涡轮轮盘的透平轮盘直径通常是航空发动机涡轮轮盘的 3 倍以上，倍以上，需要使用大尺寸变形高温合金，对于合金纯净度的控制以及铌元素偏析控制提出了较高的要求

71、。燃烧室燃烧室 燃气轮机承温最高的部件，因此所选用的材料需要具有较高的拉伸性能、高周疲劳强度和蠕变强度，同时工艺上具有较好的加工性能 镍基高温合金 Nimonic C263、Haynes 230和 IN718 等 资料来源：重型燃气轮机热端部件材料发展现状及趋势，中国银河证券研究院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。17 燃气轮机行业已形成美国通用电气、日本三菱重工、德国西门子等公司主导的竞争格局。燃气轮机行业已形成美国通用电气、日本三菱重工、德国西门子等公司主导的竞争格局。世界燃气轮机技术及其产业发展迅速，目前重型燃气轮

72、机主要由三菱重工（MHI）、通用电气（GE）、西门子（Siemens-WH）、阿尔斯通（Alstom-ABB）等公司开发，轻型燃气轮机方面，世界主要航空发动机公司罗尔斯罗伊斯（RR）、通用电气（GE）、普拉特惠特尼（P&W）等由航空发动机改型研制了 3代轻型燃气轮机。观之我国，自主研制观之我国，自主研制燃气轮机相继落燃气轮机相继落地，国产化程度逐步提升地，国产化程度逐步提升。轻型燃气轮机轻型燃气轮机：我国已具备轻型燃气轮机的自主化能力，哈尔滨电气集团制造的“衢州站”（西气东输二线）国产 30MW 燃机实现稳定运行 8000 余小时，通过工业性应用考核；中型燃气轮机：中型燃气轮机：我国在 199

73、3 年引进乌克兰 UGT-25000 燃气轮机后开始了国产化研究，研制出国内首台拥有自主知识产权的中等功率的燃气轮机 QC280，目前已完成第二阶段国产化工作。据国家能源局数据，国产化率达到国产化率达到 98.10%。根据 2017 年 2 月航发动力公告，“QC280/QD280 燃气轮机生产能力建设项目”已通过竣工验收，标志着我国国产舰船用燃气轮机已经完成国产化批产阶段。燃气轮机的国产化生产将进一步带动高温合金材料需求的大幅增长。我国在重型燃气轮机重型燃气轮机的自主可控也取得了一定成绩：东方电气集团生产的我国首台完全自主研发的 F 级 50MW 重型燃气轮机已实现满负荷稳定运行，预计 20

74、21 年正式投入；中国重燃自主研发的 F 级 300MW 重型燃气轮机的透平第一级静叶和第一级动叶已先后通过首件制造鉴定，整体项目正处于研发攻关阶段。目前，我国燃气轮机领域主要的研制力量分别来自中国航发、船舶、机械等工业部门和目前，我国燃气轮机领域主要的研制力量分别来自中国航发、船舶、机械等工业部门和科研院所。科研院所。表表 12 我国燃气轮机发展的主要研制生产单位我国燃气轮机发展的主要研制生产单位 工业部门工业部门 单位单位 中国航发 航发动力（黎明集团、西航集团、南方集团、黎阳集团）、606所、608 所、东安发动机、兰翔机械 船舶 中船重工 703所 机械 东方汽轮机（东方电气）、哈尔滨

75、汽轮机（哈尔滨电气）、上海电气、南京汽轮电机集团 中科院 工程热物理研究所 资料来源：中国银河证券研究院整理 我国燃气轮机重点应用市场在分布式发电、热电联供、天然气管道运输、船舶推进和机我国燃气轮机重点应用市场在分布式发电、热电联供、天然气管道运输、船舶推进和机械驱动等方面。械驱动等方面。燃气轮机是我国“两机”重大专项的重点发展方向之一，我国新世纪四大工程中“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”等三大工程均需要大量 30 兆瓦级工业型燃气轮机，同时我国舰船制造业的快速发展需要大量 30 兆瓦级舰船燃气轮机，我国已成为世界最大的燃气轮机潜在市场，是发达国家燃气轮机出口的主要需求国之一。燃气轮机

76、大规模应用为高温合金行业带来广阔的市场前景。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。18 图图 15 2012-2020 年中国燃气轮机需求量与产量（万千瓦）年中国燃气轮机需求量与产量（万千瓦）资料来源：中国产业信息网、中国机械工业联合会，中国银河证券研究院整理 1、工业工业发发电电：“十四五十四五”期间所需高温合金期间所需高温合金 12 万吨万吨 中国电力企业联合会发布的中国电力行业年度发展报告 2021显示，根据世界能源统计年鉴，我国 2020 年燃气发电 2,525 亿千瓦时，占当年发电量的 3.3%，远低于全球平均水平 24

77、.7%，发展潜力巨大。根据中国电力企业联合会数据，2020 年全国新增燃气发电装机容量为 948 万千瓦，同比增长 10.5%。若单台燃气轮机可发电 30 兆瓦，则 2020 年对燃气轮机的需求是 398 台，考虑成材率等因素，假设单台燃气轮机的高温合金材料需求量是 60 吨，则 2020 年高温合金材料总需求量约为 2.4 万吨。假设每年新装机量不变，预计“十四五”期间需高温合金 12万吨。2、管道增压管道增压：“十四五十四五”期间期间所需所需高温合金高温合金 4.2 万吨万吨 根据中国天然气发展报告（2021），我国“十三五”时期累计建成长输管道 4.6 万千米，全国天然气管道总里程达到约

78、 11 万公里。根据发改委和国家能源局发布的中长期油气管网规划，全国天然气管道里程将在 2025 年达到 16.3 万公里，2021 年至 2025 年我国将新增建设天然气管道约 5.3 万公里。通常情况下，天然气管线每 100-200 公里设有一个压气站，每个压气站平均装备 2 台燃气轮机，则“十四五”期间用于管道增压的燃气轮机约为 700 台，进而对高温合金的需求达到 4.2万吨。3、军民船舶军民船舶：军用舰艇军用舰艇高温合金高温合金年需求量年需求量约约 1260 吨吨 军用燃气轮机军用燃气轮机市场市场 在现代化战争的趋势下，拥有远程作战能力的武器装备显得尤为重要。我国拥有 1.8 万多公

79、里大陆海岸线、1.4 万多公里岛屿岸线、300 多万平方公里主张管辖海域，拥有广泛的海洋战略利益。因此，我们认为海洋装备有望成为十四五期间我军重点发力方向之一。依据国防军费的使用原则，预计我国舰船产业平均每年市场规模在 700-1400 亿之间；舰船配套产业年市场规模在 438-877亿元之间，而且有望持续增长。684 741 509 379 372 464 244 663 539 600 657 423 330 267 329 93 419 356 0050060070080020001820192020需求量 产量 行业行业

80、深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。19 表表 13 2021 年中美海军部分装备对比年中美海军部分装备对比 装备装备 装备细分装备细分 美国美国 中国中国 数目数目 合计合计 数目数目 合计合计 潜艇 战略导弹核潜艇 14 67 6 59 攻击核潜艇 53 6 常规潜艇-47 大型水面作战舰艇 航空母舰 11 134 3 87 直升机母舰 10 0 巡洋舰 24 3 驱逐舰 68 36 护卫舰 21 45 大型两栖作战舰艇 32 9 小型两栖作战舰艇 245 52 水雷战舰艇 8 57 巡逻及近岸作战舰艇 86 196 资料来源：Mi

81、litary Balance 2022，中国银河证券研究院整理 我国海军综合实力与美国仍有差距，后续发展空间较大：现代海军主要装备包括航空母舰、驱逐舰、护卫舰、潜艇、两栖登陆作战舰艇等。从数量上看，现阶段我国服役的大型舰艇装备与美国尚有一定差距。根据 Military Balance 对 2021 年中美军事装备的分析，我国在巡逻以及近案作战舰艇方面装备较多，但海上作战单元以及大型舰艇装备较为缺乏。美国拥有 11 艘航空母舰和 10艘直升机母舰，而我国仅有 3 艘航空母舰，尚无直升机母舰。我们认为在“十四五”全面备战的背景下，我军海军装备，尤其是作战单元、大型装备有望放量。而航母编队需配置相应

82、的护卫舰、驱逐舰、登陆舰和补给舰等舰船，将带来较大的舰队购置投入。在船舶动力方面，欧美舰艇燃气轮机装配率在 50%以上，高温合金材料作为军用舰船燃气轮机的重要部件原材料，市场空间拓展可期。据不完全统计，我国 2019、2020、2021年分别新增 17、22 和 24艘驱逐舰、护卫舰和两栖攻击舰等。假设我国未来每年新增中大型舰艇 25 艘，其余小型舰艇 80 艘左右。假设燃气轮机的应用比例为 50%，且每艘舰艇平均需 3 台燃气轮机。另另假设假设单台单台燃机所需高温合金燃机所需高温合金 8吨吨，则则我国舰船用燃气轮机对高我国舰船用燃气轮机对高温合金的温合金的年年需求需求量约量约为为 1260

83、吨左右。吨左右。民民船船用燃气轮机市场用燃气轮机市场 船舶行业是全球充分竞争的行业，有着明显的周期性特点，此前行业在周期底部已持续船舶行业是全球充分竞争的行业，有着明显的周期性特点，此前行业在周期底部已持续低迷数年，并在低迷数年，并在 2021 年出现明显回暖。年出现明显回暖。全球船舶海工市场在 2019 年已出现下滑的情况下，遭遇疫情后表现更显艰难，全球新造船市场于 2016 年触底。受疫情以及经济叠加影响，国际贸易和投资大幅萎缩，产业链供应链区域化、本地化特征更趋明显，因此，具有高度国际化特征的船舶工业影响更为显著。据中国船舶工业协会数据，全球造船三大指标均出现下挫。2021 年，世界经济

84、不均衡复苏，国际航运市场呈现积极向上态势，全球新造船市场超预期回升。自 2020 年下半年起，以集装箱船为代表的新造船市场需求大增，世界船舶工业新一轮产业周期已经开启。根据克拉克森统计，2021 年全球共计成交新造船订单 1671艘、1.20 亿载重吨，同比增加 77%。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。20 图图 16 2019-2021 年世界造船三大指标情况（万载重吨）年世界造船三大指标情况（万载重吨）图图 17 2019-2021 我国造船三大指标情况（万载重吨）我国造船三大指标情况（万载重吨）资料来源：中国船舶工业协

85、会、中国银河证券研究院整理 资料来源：中国船舶工业协会、中国银河证券研究院整理 横向对比，我国船舶工业市场份额保持全球领先，船企国际竞争能力持续增强。横向对比，我国船舶工业市场份额保持全球领先，船企国际竞争能力持续增强。中国船舶工业行业协会数据显示，2021 年全国造船业三大造船指标实现全面增长，造船完工量、新接订单量、手持订单量以载重吨计分别占世界总量的 47.2%、53.8%和 47.6%，与 2020 年相比分别增长 4.1、5.0 和 2.9 个百分点。2021 年，我国各有 6 家船企分别进入世界造船完工量、新接订单量和手持订单量前 10强。伴随市场逐步复苏，造船业或将迎来需求拐点，

86、船东加快订造新船的脚步，市场新船订单有望持续较大增长，根据中国船舶工业行业协会预测，2022 全球新船成交量将达到 9000万载重吨左右，维持高景气度。高温合金材料作为民用舰船中燃气轮机的重要原材料，拥有高温合金材料作为民用舰船中燃气轮机的重要原材料，拥有广阔的市场空间。广阔的市场空间。（三）其他市场应用：高温合金应用场景丰富，多点开花 1、核电建设推升高温合金需求量核电建设推升高温合金需求量：预计预计“十四五十四五”后期后期高温合金的年需求量约为高温合金的年需求量约为 3,024 吨吨 在核电装备制造业中，高温合金材料因其具有的耐高温、耐高强度等优异特性，具有难在核电装备制造业中，高温合金材

87、料因其具有的耐高温、耐高强度等优异特性，具有难以替代的作用，主要应用于承担核反应工作的核岛内。以替代的作用，主要应用于承担核反应工作的核岛内。核电装备中主要使用高温合金的部件包括燃料机组、控制棒驱动机构、压力容器、蒸发器以及堆内构件、燃料棒定位格架、高温气体炉热交换器等，这些部件在工作时需要承受 600-800的高温，需要较高的蠕变强度，必须采用高温合金材料。根据国家核电建设规划，根据国家核电建设规划，预计到预计到 2025 年，我国运行核电机组的装机量年，我国运行核电机组的装机量 7,000 万千瓦左右；万千瓦左右；到到 2030 年，我国运行核电机组的装机量年，我国运行核电机组的装机量 1

88、.2 亿千瓦亿千瓦。根据中国核能发展报告 2021，截至2022 年 9 月，我国运行核电机组 53 台，总装机 5,560 万千瓦；在建核电机组 23 台，总装机2,419 万千瓦，我国在建机组装机容量连续保持全球第一。核电建设将带动高温合金材料需求释放，以正常一座 100 万千瓦的核电机组消耗 500 吨高温合金进行估算，目前在建目前在建总计总计 2419 万千瓦万千瓦核电机组需要核电机组需要 12095 吨吨高温合金高温合金。通常核电通常核电站站建设周期为建设周期为 4-5 年，年，12096 吨高温合金需求将在吨高温合金需求将在 2022-2025 年逐步释放年逐步释放，年均需求，年均

89、需求 3024 吨吨。此外，为达成 2030 年装机量 1.2 亿千瓦目标，“十五五”期间仍有仍有 4021 万千万千瓦核电机组瓦核电机组待建待建，对应对应高温合金的需求量约为高温合金的需求量约为 20105 吨吨，年均需求，年均需求 4021 吨吨。9882 8944 8409 6534 5933 12461 18764 15891 20146 05000000025000201920202021造船完工量造船完工量 新接订单量新接订单量 手持订单量手持订单量 3672 3853 3970 2907 2893 6707 8166 7111 9584 0200040006

90、000800001920202021造船完工量造船完工量 新接订单量新接订单量 手持订单量手持订单量 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。21 2、商用汽车商用汽车高温合金需求或高温合金需求或将将逐年递减逐年递减，2025 年需求年需求约约 6196 吨吨 汽车涡轮增压器是最主要的车用高温合金应用领域，国外的重型柴油机增压器装配率100%，中小型柴油机也在不断地增大装配比例，英、美、法等国家装配比例已达 80%左右，相较之下，我国 50%的装配率仍有一定提升的空间。据中国汽车工业协会统计，2021 年，汽车

91、产销 2608.2 万辆和 2627.5 万辆，同比增长 3.4%和 3.8%，结束了自 2018年以来连续三年下降趋势。扣除 354.5 万辆新能源汽车产量，2021 年国内燃油车产量 2253.7 万辆，根据每万辆汽车涡轮增压器高温合金用量约为 4.2 吨计算，2021 年汽车领域的高温合金用量达到 9466 吨。据中汽协数据，2022年 1-9 月，我国汽车产量1963.2 万辆，其中新能源汽车产量达到471.7 万辆，当期市场占有率达到 23.5%。2022 年全年汽车销量有望达 2700 万辆，其中新能源汽车销量有望突破 550万辆，我们假设：汽车产销量基本平衡，即我国 2022 年

92、汽车总产量 2700 万辆，其中新能源产量 550万辆。未来汽车总产量维持 3%增速，且新能源车渗透率不断提升，2025 年渗透率达到50%。则燃油车产量逐年减少，到 2025 年预计产量达到 1475万辆。因中国车用涡轮增压器渗透率的提高以及发动机排气管等部件对铁基材料的替代，每万辆机动车所用高温合金逐步提升，2020 年汽车高温合金的需求量假设为 4.2 吨，而后维持此数据。2022-2025 年，我国商用汽车高温合金总需求量为 3.06 万吨，其中 2022 年需求预计9030 吨，2025 年需求 6196吨，呈现逐年递减态势。表表 14 2015-2020 年汽车领域高温合金总需求及

93、增速年汽车领域高温合金总需求及增速 年份 汽车产量（万辆）新能源车（万辆）燃油车产量（万辆）高温合金需求（吨/万辆）高温合金需求（吨）高温合金需求增长速度 2015 2,450 38 2,412 2.3 5,548 19.93%2016 2,812 52 2,760 2.6 7,177 29.36%2017 2,902 79 2,823 3 8,468 17.99%2018 2,782 127 2,655 3.5 9,293 9.74%2019 2,571 124 2,447 4.1 10,032 7.96%2020 2,523 137 2,386 4.2 10,023-0.09%2021 2

94、,608 355 2,254 4.2 9,466-5.56%2022（预计）2,700 550 2,150 4.2 9,030-4.60%2023（预计）2,781 834 1,947 4.2 8,176-9.46%2024（预计）2,864 1,146 1,719 4.2 7,218-11.71%2025（预计）2,950 1,475 1,475 4.2 6,196-14.17%2022-2025 总计总计 11,296 4,005 7,291-30,620 资料来源：中国汽车工业协会，中国银河证券研究院整理 3、石油化工领域、石油化工领域升级换代在即升级换代在即，有望带动高温合金需求增长，

95、有望带动高温合金需求增长 石油化工各类机械设备一般运行环境恶劣，核心零部件多采用高温合金材料制造。石油化工各类机械设备一般运行环境恶劣，核心零部件多采用高温合金材料制造。石油化工设备的工作环境较为恶劣，大多在高温、腐蚀性环境中运行，对于设备制造材料的要求较高。如火焰式加热炉、集合管、阀门、反应器再热器、波纹管，均为高温部件，需使用大量高温合金。油气开采的工作环境高压、高温及易腐蚀，而深井开采的工作环境更恶劣。现代油气开采通常选用镍基高温合金，主要牌号有：IN718、IN625、IN725、IN825、IN925、行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证

96、券股份公司免责声明。22 C276、IN600 等。我国是世界第一大石油进口国和第二大石油消费国，石油化工市场规模庞大，相关设备的换代更新将对应着庞大的高温合金材料需求。此外，近年来随环保政策的严格执行和工业水平的升级，化工产品的制造逐渐向绿色化、高端化发展，相关化工装备也将随之升级换代，有望促进高温合金材料需求的增长。三三、上游：原材料上游：原材料采购与国际市场强相关，采购与国际市场强相关，价格波动可控价格波动可控 高温合金高温合金的的直接材料成本为直接材料成本为其主要生产成本，其中镍、钴、铜等原材料的成本其主要生产成本，其中镍、钴、铜等原材料的成本占比较大占比较大，采购量也偏大采购量也偏大

97、。镍基高温合金典型牌号中镍的质量分数超过 50%。采购量较小但对产品性能影响较大的原材料有钼、铼、铌、钽、铪、铬等；消耗的能源主要为电。通过对 5 家高温合金企业的成本结构进行分析，我们发现原材料成本约占高温合金产品总成本的 60-80%，占其产品营收的 40%-70%，其中镍（包括金属镍、电解镍、含镍返回料等）对成本影响最大，约占成本的 50%，铬、钴仅占成本或采购量的 5-10%。表表 15 高温合金制造企业高温合金制造企业原材料原材料成本分析成本分析（亿元，亿元，2021 年报数据）年报数据）688231.SH 300855.SZ 300034.SZ 688122.SH 600399.S

98、H 隆达股份隆达股份 图南股份图南股份 钢研高纳钢研高纳 西部超导西部超导 抚顺特钢抚顺特钢 总营收总营收 7.26 6.98 20.03 29.27 74.14 高温合金业务高温合金业务 3.40 4.88 19.89 1.016 13.042-占营收 46.8%69.9%99.3%3.5%17.6%高温合金成本高温合金成本 2.37 2.84 14.32 0.98 7.48-占高温合金业务 69.8%58.2%72.0%96.0%57.4%原材料影响原材料影响 2021 年高温合金业务直接材料 1.94 亿元，占高温合金营收 57.2%，占高温合金成本 81.8%。公司招股书公告2019

99、年电解镍、金属铬、钴分别占成本 44.07%、9.52%和 7.27%。2021 原材料成本 占总成本的63.58%，部分产品超过 70%2021 高温合金原材料成本占高温合金成本85.25%。2021 原材料成本占总成本约 60%-70%。资料来源：各公司公告，中国银河证券研究院整理 有色金属价格波动剧烈，有可能在短期内遭遇急涨急跌。有色金属价格波动剧烈，有可能在短期内遭遇急涨急跌。根据中国有色金属工业协会的统计，我国镍的对外依存度高达 90%，钴和铌几乎全部依赖进口，因此国际关系、全球供需市场变动将深远影响我国高温合金企业成本，或时遇急涨急跌。俄镍公司是全球精炼镍的主要供应商之一，2021

100、 年产量占全球原生镍产量的 6%。受俄乌局势的影响，俄镍公司的精炼镍难以出口，叠加期货市场多空博弈和全球镍库存量持续下滑等因素，LME（伦敦金属交易所）期镍价格在 3 月份出现大幅震荡。最高点时 LME 镍的现货结算价高达 48241 美元/吨，相比年初增长 132.7%，长江有色镍板平均价 340100 元/吨，较年初增长 121.4%。截止目前，价格已有所回落，12月 20 日 LME 镍的现货结算价 28400美元/吨，长江有色镍板平均价 221650 元/吨，分别较年初增长 37.0%和 44.3%。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股

101、份公司免责声明。23 图图 18 2018 至今镍价增长率（以至今镍价增长率（以 2018.1.2 为基准）为基准）图图 19 2018 至今钴价增长率（以至今钴价增长率（以 2018.1.2 为基准）为基准）资料来源：wind、中国银河证券研究院整理 资料来源：wind、中国银河证券研究院整理 采购端：采购端：上游制造企业原材料采购量一般根据已签订的合同数量，确定原材料采购数量，采购策略采取少量多次的方式，以降低原材料价格波动风险。目前，相关上市公司原材料存货占营收比重皆较俄乌冲突前大幅提升，其中图南股份达到近 40%。镍价格短期急涨急跌，上游制造企业可通过调节存货，部分规避原材料价格波动的

102、影响。我们预计 2023 年镍价格或进入下行通道，并有望逐步企稳，对高温合金制造企业中长期影响有限。表表 16 高温合金制造企业原材料存货情况（亿元）高温合金制造企业原材料存货情况（亿元）隆达股份隆达股份 图南股份图南股份 钢研高纳钢研高纳 西部超导西部超导 抚顺特钢抚顺特钢 2021 2022H1 2021 2022H1 2021 2022H1 2021 2022H1 2021 2022H1 总营收总营收 7.26 4.82 6.98 4.61 20.03 11.41 29.27 20.84 74.14 38.15 高温合金高温合金业务业务 3.40 2.77 4.88 3.46 19.89

103、 11.24 1.016 0.734 13.042 7.657-占营收 46.8%57.5%69.9%75.0%99.3%98.5%3.5%3.5%17.6%20.1%高温合金高温合金成本成本 2.37 2.00 2.84 2.05 14.32 8.17 0.975-7.48-占高温合金业务 69.8%58.8%58.2%59.2%72.0%72.7%96.0%-57.4%-存货存货-原原材料材料 0.88 1.42 1.37 1.84 1.35 2.07 2.31 2.07 8.51 7.89-占营收 12.2%29.4%19.7%40.0%6.7%18.1%7.9%9.9%11.5%20.

104、7%资料来源：各公司公告，中国银河证券研究院整理 销售端：销售端：虽然原材料价格的波动较大，但大部分上游公司采用“成本加成”的模式，即以镍、钴等金属现货市场价格为基础，上浮一定比例的加工费，同时参考市场行情、客户的需求量、是否长期客户、付款条件、战略合作等因素予以适当调整。因此，根据原材料价格的上涨情况，企业或相应提高产品售价。虽然仍可能存在无法将原材料价格上涨带来的成本增加充分转移给下游用户的风险，但成本较为可控。量化分析，量化分析，根据相关公司公告数据，我们假设高温合金成本率 60%（1-毛利率），镍相关材料成本占比 50%，则收入占比 30%。每当镍采购价上涨 10%，对毛利率直接影响

105、3pct。钴、铬等材料一般占高温合金成本或原材料采购的 5-10%，对产品毛利率影响较小。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。24 综合综合根据上述分析，根据上述分析，镍对企业成本影响最大，企业或将通过优化采购策略、向下游转移镍对企业成本影响最大，企业或将通过优化采购策略、向下游转移价格压力价格压力等方式控制成本等方式控制成本。截止。截止 12 月月 20 日日 LME 镍的现货结算价镍的现货结算价和和长江有色镍板平均价分长江有色镍板平均价分别较年初增长别较年初增长 37.0%和和 44.3%，我们我们预计预计镍镍价价全年全年涨

106、幅涨幅 40%，对高温合金毛利率的影响不超对高温合金毛利率的影响不超过过 10pct。四、四、结构：结构：需求大于供给，企业间需求大于供给，企业间竞合竞合成主流成主流（一）百舸争流，各显神通 1、国际竞争国际竞争：与国际：与国际水平水平有一定差距，产业链安全刻不容缓有一定差距，产业链安全刻不容缓 全球范围内能够生产航空航天用高温合金的国家主要有美国、俄罗斯、英国、法国、德全球范围内能够生产航空航天用高温合金的国家主要有美国、俄罗斯、英国、法国、德国、日本和中国等。国、日本和中国等。美国美国能够生产航空发动机用高温合金的公司包括 GE、普特拉-惠特尼公司（PW），以及其他能生产特钢和高温合金的公

107、司，包括汉因斯-斯泰特公司、因科国际公司、ATI 和卡彭特技术公司等。英、德、法、俄英、德、法、俄是世界上主要的高温合金生产和研发代表。英国是世界上最早研究和开发高温合金的国家之一，其高温合金铸造技术世界领先，代表产品是国际镍公司的Nimocast 合金。其后英国的航空发动机制造商罗罗公司又研制了定向凝固和单晶合金SRR99、SRR2000 和 SRR2060 等，主要用于航空发动机制造。国际高温合金生产企业技术先进、产品种类齐全，但由于发达国家限制技术出口，一些国外公司的部分产品对中国禁运。若我国自主研发的航空发动机用高温合金材料长期依赖进口，将对我国航空工业和国防安全带来巨大威胁，保障供应

108、链安全刻不容缓。我国在高温合金技术水平与生产规模方面，与美国、俄罗斯等国仍有着较大差距。我国在高温合金技术水平与生产规模方面，与美国、俄罗斯等国仍有着较大差距。我国对高温合金的研究起步稍晚，且之前一直处于以型号需求为牵引的研发模式，导致了国产高温合金“品种多、批量小”的特点，造成了许多共性技术细节的基础研究不够系统和深入。虽然当前部分产品已实现了进口替代，但在一些高端高温合金领域，我国技术水平还明显落后于国际先进水平。我国高温合金在产品杂质元素控制、均匀性、稳定性、成本控制等方面仍存在一定差距。以变形高温合金典型牌号 GH4169 为例，国外同牌号产品成本相较国内更低，且材料的夹杂物控制更好、

109、稳定性更强、晶粒度级差更小。表表 17 我国与国际先进水平相比主要问题我国与国际先进水平相比主要问题 主要问题主要问题 描述描述 冶金问题 国内生产的高温合金冶金缺陷较多，主要表现为黑斑、白斑、碳化物偏聚等 组织均匀性问题 国内高温合金棒材的组织均匀性较差，主要体现为边芯部晶粒度极差过大；杂质元素控制问题 国内生产的高温合金产品杂质元素（如硫元素）含量较高，导致材料的强度和使用寿命较低 成本问题 国内生产高温合金返回料利用率偏低，导致生产成本普遍偏高。产品成材率 国内生产高温合金产品成材率偏低，同样导致生产成本普遍偏高。资料来源：中国银河证券研究院整理 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行

110、业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。25 2、国内竞争：国内竞争：百舸争流百舸争流 国内高温合金生产企业数量较少，形成了头部集中的发展特征。国内高温合金生产企业数量较少，形成了头部集中的发展特征。国内现从事高温合金材料及高温合金精密铸件生产的企业数量有限，主要是基于国家在计划经济时期规划的高温合金生产基地和研发基地以及一些原航空工业配套高温合金铸件的专业铸造单位。表表 18 分类型参与高温合金生产企业分类型参与高温合金生产企业 变形高温合金变形高温合金 铸造高温合金铸造高温合金 粉末高温合金粉末高温合金 大型钢铁厂大型钢铁厂 抚顺特钢、宝钢、长城特钢、新治钢、-研究、

111、生产基地研究、生产基地 钢研高纳、金属研究所、航材院、北科大、西部超导 钢研高纳 航材院 金属研究所 航材院、钢研高纳、西部超导 民营企业民营企业 中航上大、隆达股份、广大特材、六合特种金属 图南股份 万泽股份 资料来源：各公司公告，中国银河证券研究院整理 大型钢铁厂：大型钢铁厂：长城长城特钢特钢、宝钢特钢等特钢厂的主要产品为特钢，高温合金收入占比较小，、宝钢特钢等特钢厂的主要产品为特钢，高温合金收入占比较小，其特点是生产设备齐全、拥有大规模熔炼能力。其特点是生产设备齐全、拥有大规模熔炼能力。抚顺特钢是中国规模最大的高温合金生产企业，是中国第一个高温合金试制生产基地，其高温合金产品以变形高温合

112、金为主，广泛应用于我国航空、航天领域。研究、生产基地：研究、生产基地：钢研高纳钢研高纳产品序列全，多个细分产品占据市场主导地位。产品序列全，多个细分产品占据市场主导地位。在高温合金领域具有多年的技术积累，具有较强的技术实力，是国内航空、航天、兵器、舰船和核电等行业用高温合金等材料及制品重要的研发生产基地。钢研高纳具有生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力，产品涵盖所有高温合金的细分领域，是我国高温合金领域技术水平最为先进、生产种类最为齐全的企业之一，多个细分产品占据市场主导地位。西部超导西部超导是西北是西北有色金属研究院旗下企业，有色金属研究院旗下企业，目前主要针对 GH4169、FGH

113、4097 等牌号合金开展产品研发，参与牌号较少，且由于军工产品认证需要一定周期，公司产品批量化尚处于加速阶段。公司拥有粉末高温合金牌号（FGH4097），在同业中具备一定差异化竞争优势。民营企业：民营企业：隆达股份：隆达股份：公司 2015 年涉足高温合金领域并积极推进相关重大投资，铸造高温合金的产能利用率尚未充分释放；变形高温合金于 2020 年末试产，目前处于产能爬坡期，有较大的增长空间。需求方面，需求方面，公司仍有若干铸造高温合金牌号正在下游客户持续导入验证，变形高温合金业务尚处市场拓展阶段。公司多个铸造高温合金牌号已通过中国航发商发审批并批量供货，应用部件包括热端部件暨转动件，变形高温

114、合金牌号正开展原材料认证工作。（二）高温合金存较大需求缺口，行业供给能力正逐步改善 供给端，目前我国整体供给端，目前我国整体产能和实际有效产能较小，尤其在高端航空航天领域高温合金的产能和实际有效产能较小，尤其在高端航空航天领域高温合金的产能与实际需求存在较大缺口。产能与实际需求存在较大缺口。我国高温合金行业从业企业数量少，整体技术开发水平与国际先进水平还有较大差距，整体产能、实际有效产量较小，尤其是高端航空用高温合金的有效产能远远不能满足日益增长的市场需求。2018 年国内高温合金产能共计约 2.2 万吨，当年高温合金消费量 5.9 万吨。超过 60%的市场需求依赖进口。近年来高温合金行业的市

115、场需求始终大于供给，且呈现逐年扩大的趋势。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。26 目前国内高温合金的进口依存度仍有接近 50%，市场供给缺口超 2 万吨。基于该特点，我们认为国内国内高温合金高温合金企业多企业多属于竞合关系属于竞合关系，竞争偏良性，竞争偏良性，行业行业以以技术创新、扩大产能、技术创新、扩大产能、实现实现进进口替代口替代为目标共同发展。为目标共同发展。图图 20 我国高温合金产量以及变化（吨，我国高温合金产量以及变化（吨，%）图图 21 我国高温合金消费量和需求缺口情况（吨，我国高温合金消费量和需求缺口情况（吨，

116、%）资料来源：中国特钢企业协会，中国银河证券研究院 资料来源：前瞻产业研究院，中国银河证券研究院 供需缺口扩大一方面是由于高温合金行业壁垒高、行业产能增长以现有厂商扩产为主，另一方面是由于其生产工艺复杂、下游认证周期长导致产能扩张速度较为缓慢。当前，当前，国内国内相关上市公司正积极进行扩产计划相关上市公司正积极进行扩产计划。其中抚顺特钢将在 2022-2023 年度使用自有资金投资建设相关技术改造项目提升现有产能瓶颈，计划投资总额 10.76 亿元；隆达股份募投项目拟于 2022 年开始建设，2025 年建设完成，预计 2026 年新增产能 6,000 吨，2027年和 2028 年分别增加

117、2,000 吨，公司将在 2028 年形成 18,000 吨高温合金产能（铸造高温母合金 5,000 吨，变形高温合金 13,000 吨）；中航上大拟募集资金建设年产 8,000 吨超纯净高性能高温合金。我们预计行业产能有望快速提升，供给能力将明显改善。五五、投资建议、投资建议：需求放量叠加国产替代，：需求放量叠加国产替代，首选首选高温合金行业高温合金行业龙头龙头 展望未来高温合金产业发展，我们认为三方面的趋势比较清晰：1、返回料技术牵引，成本有望下降返回料技术牵引，成本有望下降 高温合金材料有效利用率非常低，在加工流程中往往会产生大量返回料，一般情况下超过 90%的材料会成为返回料。美国从

118、20 世纪 70 年代起开展高温合金返回料的再生利用，目前已建立了完整的返回料回收体系及配套分级管理系统，在高温合金生产过程中返回料使用比例达到 70%-90%。而我国在这方面仍然缺失技术和标准，缺乏统一的管理，大部分返回料仅能降级利用，一定程度上限制了国内高温合金产业的发展。返回料的有效利用可降低 30%以上的高温合金生产成本，因此，发展回收技术、建立完发展回收技术、建立完善返回料善返回料机制机制是大势所趋是大势所趋。长期来看，长期来看，国内国内高温合金制造成本有望高温合金制造成本有望稳步稳步下降下降，国际市场竞争，国际市场竞争力显著改善力显著改善。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业

119、军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。27 2、自主可控自主可控亟待提升，国产替代大有可为亟待提升，国产替代大有可为 随着大国博弈进入新阶段，美国已明确军工级高温合金材料禁运中国。高温合金的保障问题成为我国军机批产、“两机专项”、核电工程等项目亟待解决的“卡脖子”问题。随着国产高温合金逐步成熟，成本、良率和性能指标有望与国际先进水平看齐。高温合金的国产化率将进一步提升，国产替代空间广阔。3、行业行业厂商面临成本端和价格端双重压力厂商面临成本端和价格端双重压力，竞争格局强者恒强，竞争格局强者恒强 高温合金厂商高温合金厂商短期短期面临面临成本端和价格端双重压力成本端和价格端双

120、重压力，需需靠规模效应获得优势。靠规模效应获得优势。新一代装备放量后，“以量换价”成大势所趋，产品价格下行压力提升，而以镍为代表的原材料价格大幅波动也增加了成本端的不确定性，高温合金厂商正面临成本端和价格端双重压力，需靠规模效应和企业运营效率的提升来取得相对优势。未来竞争中，依靠单产品和小规模供货获得一定优势地位的难度将越来越大。高温合高温合金产业具有较高技术壁垒，前期投入大、认证周期长，新进入者很难在短期取得金产业具有较高技术壁垒，前期投入大、认证周期长，新进入者很难在短期取得优势。优势。同时，军用高温合金应用端转换成本高，尤其是航空航天领域，一旦供应商确定，通常不会轻易更换，先发优势较为明

121、显。因此，我们认为未来高温合金行业强者恒强，生产要素和产业机会将流向头部企业，具备技术优势的龙头公司有望获得更多的行业发展红利。建议关注抚顺特钢（600399.SH）、西部超导（688122.SH）、钢研高纳（300034.SZ）、隆达股份（688231.SH）、图南股份（300855.SZ）。六六、重点重点公司盈利预测与估值公司盈利预测与估值 表表 19 重点公司重点公司盈利预测与估值盈利预测与估值 证券代码证券代码 证券简称证券简称 最新股价最新股价 预测预测 PE 归母净利润归母净利润 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 688

122、122.SH 西部超导 94.7 59.3 40.1 28.9 23.1 7.4 11.0 15.2 19.0 300034.SZ 钢研高纳 45.8 73.1 64.6 41.3 31.8 3.0 3.5 5.4 7.0 300855.SZ 图南股份 46.8 77.9 59.4 41.8 32.0 1.8 2.4 3.4 4.4 600399.SH 抚顺特钢 14.3 36.0 1,009.7 506.3 384.1 7.8 0.3 0.6 0.7 688231.SH 隆达股份 35.7 125.6 129.4 72.8 52.1 0.7 0.7 1.2 1.7 资料来源：Wind，中国银

123、河证券研究院 七、风险提示七、风险提示 装备需求不达预期的风险；企业扩产不及预期的风险；上游原材料价格和产品价格大幅波动的风险。行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。28 图图 目目 录录 图 1 不同基体元素的高温合金市场份额.2 图 2 不同制备工艺的高温合金市场份额.3 图 3 高温合金国内发展历程.4 图 4 高温合金国家标准发展历程.7 图 5 高温合金体系表.7 图 6 全球高温合金材料应用领域.8 图 7 各产品单位重量创造的相对价值.9 图 8 发动机结构.10 图 9 中美 2021年军机数目对比.11 图 10

124、 我国近年军机数目增速.12 图 11 未来 20年商用飞机市场需求预测（单位：架）.14 图 12 航天发动机应用示意图.15 图 13 三菱日立电力系统株式会社的 H25燃气轮机结构.16 图 14 GE 航空集团的 6F.01 燃气轮机结构.16 图 15 2012-2020 年中国燃气轮机需求量与产量（万千瓦）.18 图 16 2019-2021 年世界造船三大指标情况（万载重吨）.20 图 17 2019-2021 我国造船三大指标情况（万载重吨）.20 图 18 2018 至今镍价增长率（以 2018.1.2 为基准）.23 图 19 2018 至今钴价增长率（以 2018.1.2

125、 为基准）.23 图 20 我国高温合金产量以及变化（吨，%）.26 图 21 我国高温合金消费量和需求缺口情况（吨，%）.26 表表 目目 录录 表 1 按基体元素分类的高温合金差异.2 表 2 变形、铸造和粉末高温合金性能与用途比较.3 表 3 高温合金产业链.5 表 4 主要应用领域对应我国牌号.5 表 5 历年高温合金相关支持政策.6 表 6 航空发动机特点和对材料要求.9 表 7 现役装备数量前十的战斗机型号所配发动机.12 表 8 军机高温合金未来十年需求.13 表 9 燃气轮机不同部位对材料性能要求.16 表 10 我国燃气轮机发展的主要研制生产单位.17 表 11 2021 年

126、中美海军部分装备对比.19 表 12 2015-2020 年汽车领域高温合金总需求及增速.21 表 13 军机高温合金未来十年需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。表 14 我国高温合金在各领域主要需求预测.8 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。29 表 15 高温合金制造企业原材料成本分析（亿元，2021年报数据）.22 表 16 高温合金制造企业原材料存货情况（亿元）.23 表 17 我国与国际先进水平相比主要问题.24 表 18 分类型参与高温合金生产企业.25 行业行业深度深度研究报告研究报告/军工行业军工行业 请务

127、必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。30 分析师承诺及简介分析师承诺及简介 本人承诺，以勤勉的执业态度，独立、客观地出具本报告，本报告清晰准确地反映本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与、未来也将不会与本报告的具体推荐或观点直接或间接相关。李良李良 制造组组长制造组组长&军工行业首席分析师。军工行业首席分析师。证券从业 9年，清华大学工商管理硕士，曾供职于中航证券，2015年加入银河证券。曾获 2021EMIS&CEIC 卓越影响力分析师，2019 年新浪财经金麒麟军工行业新锐分析师第二名，2019 年金融界慧眼国防军工行业第一名，2015年新财富军工团队第四名等荣誉

128、。胡浩淼胡浩淼 军工行业分析师。军工行业分析师。证券从业 4年，曾供职于长城证券和东兴证券，2021年加入银河证券。评级标准评级标准 行业评级体系行业评级体系 未来 6-12个月，行业指数（或分析师团队所覆盖公司组成的行业指数）相对于基准指数（交易所指数或市场中主要的指数）推荐：行业指数超越基准指数平均回报 20%及以上。谨慎推荐：行业指数超越基准指数平均回报。中性：行业指数与基准指数平均回报相当。回避：行业指数低于基准指数平均回报 10%及以上。公司评级体系公司评级体系 推荐：指未来 6-12个月，公司股价超越分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报 20%及以上。谨慎推荐：指未来 6-12

129、个月，公司股价超越分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报 10%20%。中性：指未来 6-12个月，公司股价与分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报相当。回避：指未来 6-12个月，公司股价低于分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报 10%及以上。免责声明免责声明 本报告由中国银河证券股份有限公司（以下简称银河证券）向其客户提供。银河证券无需因接收人收到本报告而视其为客户。若您并非银河证券客户中的专业投资者，为保证服务质量、控制投资风险、应首先联系银河证券机构销售部门或客户经理，完成投资者适当性匹配，并充分了解该项服务的性质、特点、使用的注意事项以及若不当使用可能带来的风险或损失。本报告

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