1、2022 年深度行业分析研究报告 2 / 38 目目 录录 1. 高温合金生产工艺复杂，属于国家重点战略支持行业高温合金生产工艺复杂，属于国家重点战略支持行业 . 5 1.1. 高温合金生产工艺复杂，技术壁垒较高 . 5 1.2. 国内高温合金起步较晚，目前已建立完备的产品体系 . 9 2. 高温合金下游应用前景广泛，需求高速增长高温合金下游应用前景广泛，需求高速增长 . 11 2.1. 国内军用航空发动机快速发展，显著刺激高温合金需求 . 13 2.2. 其他军用及民用领域对高温合金需求高速增长 . 17 3. 高温合金行业壁垒较高，国内需求缺口不断扩大高温合金行业壁垒较高，国内需求缺口不断

2、扩大. 20 4. 高温合金行业重点公司高温合金行业重点公司. 23 4.1. 钢研高钠：引领国内高温合金技术发展，军民融合拓宽业务边界 . 23 4.2. 图南股份：产品需求强劲，产能扩产中 . 25 4.3. 西部超导：高端钛合金及超导材料龙头，高温合金逐渐放量 . 28 4.4. 抚顺特钢：重组混改理顺机制，高温合金助力业绩高增长 . 30 4.5. 应流股份：传统铸件业务稳步发展，两机高温合金产品助力公司业绩增长 . 33 4.6. 万泽股份：高温合金业绩加速兑现，军品业务持续放量 . 35 图表目录图表目录 图图 1：高温合金所处行业为金属新材料高温合金所处行业为金属新材料 . 5

3、图图 2：高温合金材料性能特征：高温合金材料性能特征 . 6 图图 3：高温合金的强化技术：高温合金的强化技术 . 6 图图 4：三类高温合金成型工艺三类高温合金成型工艺 . 7 图图 5：三类高温合金成型工艺三类高温合金成型工艺 . 7 图图 6：高温合金的热处理工艺高温合金的热处理工艺 . 8 图图 7：国内高温合金发展历程：国内高温合金发展历程 . 10 图图 8：国内高温合金市场规模预测：国内高温合金市场规模预测. 12 图图 9：高温合金应用场景：高温合金应用场景 . 12 图图 10：高温合金应用场景占比高温合金应用场景占比 . 12 图图 11：航空发动机使用高温合金情况：航空发

4、动机使用高温合金情况. 13 图图 12：高温合金的性能决定航空发动机的性能：高温合金的性能决定航空发动机的性能. 13 图图 13：火箭发动机结构：火箭发动机结构 . 18 图图 14：我国近年火箭发射次数：我国近年火箭发射次数 . 19 图图 15：燃气轮机结构图：燃气轮机结构图 . 19 图图 16：国内高温合金产业链国内高温合金产业链 . 22 图图 17：国内高温合金产需缺口持续扩大：国内高温合金产需缺口持续扩大 . 23 图图 18：2020 年国内高温合金行业主要公司产量年国内高温合金行业主要公司产量. 23 图图 19：钢研高纳主要产品：钢研高纳主要产品 . 24 VVmVvZ

5、aZjWsW9Y0V8ZbRcM8OoMqQtRsQlOrRqMiNqRsRaQmMxPuOsPqPNZsPuM 3 / 38 图图 20：钢研高钠营收及增速：钢研高钠营收及增速 . 25 图图 21：钢研高纳归母净利润及增速：钢研高纳归母净利润及增速 . 25 图图 22：钢研高纳：钢研高纳 2016 年以来各产品营收情况年以来各产品营收情况 . 25 图图 23：钢研高纳各产品毛利率情况：钢研高纳各产品毛利率情况 . 25 图图 24：图南股份营收及增速：图南股份营收及增速 . 27 图图 25：图南股份归母净利润及增速：图南股份归母净利润及增速 . 27 图图 26：图南股份各产品营收占

6、比：图南股份各产品营收占比 . 27 图图 27：图南股份各产品毛利率情况：图南股份各产品毛利率情况 . 27 图图 28：图南股份综合毛利率：图南股份综合毛利率 . 28 图图 29：图南股份归母净利率：图南股份归母净利率 . 28 图图 30：图南股份产能利用率：图南股份产能利用率 . 28 图图 31：图南股份募集资金用途：图南股份募集资金用途 . 28 图图 32：西部超导营收及归母净利润：西部超导营收及归母净利润 . 30 图图 33：西部超导各产品收入：西部超导各产品收入 . 30 图图 34：公司营收情况：公司营收情况. 31 图图 35：公司扣非归母净利润情况：公司扣非归母净利

7、润情况 . 31 图图 36：公司各产品营收：公司各产品营收情况情况 . 32 图图 37：公司各产品毛利率情况：公司各产品毛利率情况 . 32 图图 38：公司各项指标逐渐改善：公司各项指标逐渐改善 . 32 图图 39：公司期间费用率下降明显：公司期间费用率下降明显 . 32 图图 40：应流股份营收及增速：应流股份营收及增速 . 34 图图 41：应流股份归母净利润：应流股份归母净利润及增速及增速 . 34 图图 42：应流股份各业务板块营收情况：应流股份各业务板块营收情况 . 35 图图 43：应流股份各业务板块毛利率：应流股份各业务板块毛利率 . 35 图图 44：万泽股份业务架构：

8、万泽股份业务架构 . 35 图图 45：万泽股份高温合金收：万泽股份高温合金收入及营收占比入及营收占比 . 36 表表 1：高温合金分类及使用范围：高温合金分类及使用范围 . 6 表表 2：高温合金热处理工艺未来技术方向：高温合金热处理工艺未来技术方向 . 8 表表 3：国际主要高温合金生产企业：国际主要高温合金生产企业. 9 表表 4：国内高温合金发展面临的问题：国内高温合金发展面临的问题 . 10 表表 5：近期：近期我国高温我国高温合金行业合金行业部分部分相关相关政策政策 . 11 表表 6：航空发动机各部件使用高温合金情况：航空发动机各部件使用高温合金情况 . 14 表表 7：中：中国

9、国 2020 年年现役现役主力主力战斗机型号数量战斗机型号数量 . 15 表表 8：战斗：战斗机换发需求机换发需求 . 15 表表 9：截至截至 2030 年军机扩编需求预测年军机扩编需求预测 . 16 表表 10：截至截至 2030 年军机维护需求预测年军机维护需求预测 . 16 表表 11：截至截至 2030 年军机扩编需求预测年军机扩编需求预测 . 17 表表 12：截至截至 2030 年军机扩编需求预测年军机扩编需求预测 . 17 表表 13：2030 年新增商用飞机带动高温合金需求年新增商用飞机带动高温合金需求. 18 表表 14：2030 年我国舰船用燃气轮机高温合金需求测算年我国

10、舰船用燃气轮机高温合金需求测算 . 20 表表 15：高温合金具备高行业壁垒：高温合金具备高行业壁垒 . 21 表表 16：我国：我国高温合金行业主要企业概况高温合金行业主要企业概况 . 22 表表 17：图南股份产品情况：图南股份产品情况 . 26 表表 18：西部超导产品情况：西部超导产品情况 . 29 4 / 38 表表 19：抚顺特钢产品：抚顺特钢产品. 31 表表 20：抚顺特钢改进扩产计划：抚顺特钢改进扩产计划 . 33 5 / 38 1. 高温合金生产工艺复杂，属于国家重点高温合金生产工艺复杂，属于国家重点战略战略支持行业支持行业 1.1. 高温合金生产工艺复杂，技术壁垒较高 高

11、温合金是指以铁、镍、钴等金属为基础材料，能在高温合金是指以铁、镍、钴等金属为基础材料，能在 600以上的高温及一定应力以上的高温及一定应力作用下长期工作的高端金属结构材料。作用下长期工作的高端金属结构材料。从所属细分行业来看，高温合金材料属于新材料领域中的高端金属结构材料。高温合金综合性能优越，具有优秀的高温强度及塑性，良好的抗氧化及抗热腐蚀性能，优异的抗蠕变性能、抗断裂性能和良好的组织稳定性。随着工艺及材料的不断进步，高温合金产品不断迭代，承温能力不断提高，综合性能不断增强，已经从传统的铸造高温合金、变形高温合金，发展出粉末高温合金、钛铝系金属间化合物、氧化物弥散强化高温合金、耐蚀高温合金、

12、粉末冶金及纳米材料等一系列新型高温合金材料。 图图 1：高温合金所处行业为金属高温合金所处行业为金属新材料新材料 数据来源：东北证券，图南股份招股说明书 高温合金可按照多种分类方法划分类别，其中镍基及变形高温合金为主要应用品类。高温合金可按照多种分类方法划分类别，其中镍基及变形高温合金为主要应用品类。高温合金按合金基体元素可分为铁基、镍基和钴基高温合金，其中镍基高温合金应用范围最广，占比达 80% ；按制备工艺可分为变形高温合金（牌号 GH） 、铸造高温合金(等轴晶-牌号 K、定向柱晶-牌号 DZ 和单晶-牌号 DD )、新型高温合金（粉末高温合金（牌号 FGH）和金属间化合物高温合金（牌号

13、JK） ）三大类；按强化方式可分为固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化和晶界强化。高温合金因具有较高的高温强度，良好的抗氧化、抗腐蚀、抗疲劳等性能，已成为航空航天、电力、冶金、石油化工、核工业、玻璃制造等多个重要工业领域发展的关键特种材料。 6 / 38 图图 2：高温合金材料性能特征：高温合金材料性能特征 图图 3：高温合金的：高温合金的材料构成材料构成 数据来源：东北证券，新材料在线 数据来源：东北证券，新材料在线 表表 1：高温合金分类及使用范围：高温合金分类及使用范围 分类方式分类方式 类型（占比）类型（占比） 主要特征主要特征 按合金基按合金基体元素体元素 铁基（14.3%） 使用温度

14、较低（600850） ，一般用于涡轮盘、机匣和轴等零部件。 镍基（80%） 使用温度最高（约 1000） ，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，如涡轮部分工作叶片、导向叶片、涡轮等。 钴基（5.7%） 使用温度 950，具有良好的铸造性和焊接性，主要用于做导向叶片材料，价格较高。 按制备按制备 工艺工艺 铸造（20%） 采用精密铸造工艺制成零件， 具有更宽的成分范围和更广阔的应用领域， 分为在-253950使用的等轴晶铸造高温合金（用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等） 、在 650950 使用的等轴晶铸造高温合金（适于用做航空发动机涡轮叶片

15、、导向叶片及整铸涡轮） 、在 9501100使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金（适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片） 。零件强度较高，但不适合进行热加工。 变形（70%） 可以进行热、冷变形加工，工作温度范围为-2531320，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。 固溶合金一般用于制作航空、 航天发动机燃烧室、 机匣等部件。时效强化型合金一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。 新型（10%） 主要是粉末高温合金和弥散强化高温合金。其中粉末高温合金采用液态金属雾化或高能球磨机制粉，晶粒细小、成分和组织均匀，显著改善了热加工性能。能够

16、满足应力水平较高的发动机使用要求，是高推重比发动机涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的选择材料。弥散强化高温合金（ODS）采用类似粉末冶金工艺制成，承温能力高，主要应用于火焰筒、导向叶片及涡轮叶片。 按强化按强化 方式方式 固溶强化 抗氧化性强， 塑性及成型性良好， 具有一定的高温强度， 主要用于环境温度较高， 但承受 应力较低的零件，如燃烧室和火焰筒等。 时效强化 具有较高的高温强度和蠕变强度以及良好的综合性能，主要用于承受高负荷、环境温度为高、中温的零件，如涡轮叶片、涡轮盘等。 氧化物弥散强化 合金中弥散分布氧化物颗粒，具有高热稳定性，在 1000以上仍能保持较高强度。 晶界强化 在合金

17、中加入微量硼、钠、锆和镁等元素改善晶界状态以提高合金的抗蠕变能力。 数据来源：东北证券，新材料在线， 航空材料技术 7 / 38 高温合金生产制备工艺较为复杂，熔炼、铸造、热处理为主要流程工艺。高温合金生产制备工艺较为复杂，熔炼、铸造、热处理为主要流程工艺。生产流程及工艺的稳定对高温合金材料的力学性能产生直接影响。快速发展的经济和科学技术为各种新型高温合金材料的研发和推广提供了较大的发展空间，在对合金性能要求越来越高的情况下，必须要对各种工艺进行不断的完善和优化，保证各种工艺与高温合金材料的变化相适应。工艺的不断完善引入可实现性能的不断提升，发展新型的高温合金，进而推动相关产品与行业的发展。

18、图图 4：三类高温合金成型工艺三类高温合金成型工艺 数据来源：东北证券，新材料在线 熔炼工序：熔炼工序：严格控制化学成分是保证高温合金具备优异性能的基础，熔炼工序能有效消除大于临界尺寸的夹杂物，降低氧、氮、及硫的含量，从源头上提高高温合金的纯净度，因此熔炼工序在高温合金的制备工艺中处于首要位置。目前国际上高温合金的熔炼方法主要有真空感应炉 （VIM） 、 真空自耗炉 （VAR） 、 电渣重熔炉 （ESR） 。近年以粉末高温合金为代表的新型高温合金应用领域愈加广泛，粉末高温合金的熔炼工艺成为前沿研究的技术， 国际上俄罗斯粉末高温合金采用 VIM 或 VIM+VAR 双联熔炼工艺， 美国粉末高温合

19、金采用 VIM+ESR+VAR 三联工艺， 而国内粉末高温合金基本采用 VIM 单炼工艺，导致我国粉末高温合金材料纯净度低于国外先进水平。 图图 5：三类高温合金成型工艺三类高温合金成型工艺 数据来源：东北证券， 高温合金熔炼工艺讨论 铸造：铸造：高温合金精密铸造技术以熔模铸造工艺为主，发展形成了等轴晶类型、定向柱晶与单晶类型的精密铸造形式。 目前高温合金铸件已经开始向着复杂化、 大型化、高精确度化的方向发展，对铸造工艺、流程形成一定的挑战，也促使熔模精密铸造 8 / 38 技术不断进步，从真空冶炼技术发展到无余量铸造技术、定向凝固技术、单晶技术等方面。铸造技术的提升与高温合金原材料生产制造之

20、间也存在直接的联系，需要结合高温合金材料特性、铸件使用情况等，完善相应的工艺技术模式与机制，控制材料的性能，保证生产工艺稳定性。目前在生产的过程中，高温合金的成分参数与凝固参数控制存在难点，很容易在定向凝固生产或是单晶生产期间出现雀斑、热裂和疏松等缺陷，严重影响产品的高温性能。美国在研究的过程中使用高梯度定向凝固技术进行航空发动机叶片的生产，有效降低了雀斑缺陷问题的发生率，严格控制各个零件尺寸条件下的温度梯度参数，形成一定的生产优化、改良的作用。 热处理：热处理：随着新高温合金材料的应用以及使用过程中对合金性能提出的高要求，热处理工艺是必不可少的过程。高温合金热处理工艺是指高温合金材料在固态下

21、，通过加热、保温和冷却的方式，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。近年来对于高温合金研究比较深入、系统的是固溶热处理和时效热处理。固溶热处理是指在高于高温合金组织内析出相的全溶温度，使合金中各种分布不均匀的析出相充分溶解至基体相中，从而实现强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除残余应力的作用，以便继续加工成型，并为后续时效处理析出均匀分布的强化相做准备。时效热处理是指在强化相析出的温度区间内加热并保温一定时间，使高温合金的强化相均匀地沉淀析出，碳化物等均匀分布，从而实现硬化合金和提高其强度的作用。近年来高温合金热处理工艺不断发展，其发展趋势如下： 图图 6：高温合金的热处理工艺高温合金的热

22、处理工艺 数据来源：东北证券， 高温合金的热处理工艺研究进展 表表 2：高温高温合金合金热处理工艺未来技术方向热处理工艺未来技术方向 热处理制度连同合金成分设计和其它工艺一起，使高温合金达到最好的性能状态，以便达到最佳性能匹配。 计算机模拟与热处理工艺相结合，对合金的变形量及热处理进行深入的研究。研究热处理工艺过程控制系统，在重视设备更新的同时实现工艺的创新，设备与工艺并行发展。 服役和热处理过程中合金各析出相之间的相互转变关系及相变机制并不十分清楚，需要深入研究。 深入研究高温合金的适宜的淬火介质，改进淬火工艺，将是今后热处理工艺的研究重点。 真空热处理技术具有无氧化、无脱碳和小畸变的优越性

23、，在航空航天等行业的应用将越来越广泛。 等离子表面处理具有耐磨损、畸变小、外观好和无盲区等特点，将在高温合金中得到广泛应用，包括离子渗氮、离子氮碳共渗、离子渗碳等技术。 数据来源：东北证券， 高温合金的热处理工艺研究进展 9 / 38 1.2. 国内高温合金起步较晚，目前已建立完备的产品体系 国际国际上上高温合金的研制始于上世纪二三十年代，主要在英美俄等国家展开高温合金的研制始于上世纪二三十年代，主要在英美俄等国家展开。目前，世界范围内仅有不超过 50 家企业具备生产高性能高温合金的能力，主要集中在美英法德等欧美国家，整个行业头部效应明显。国际知名的高端高温合金生产国家和企业主要有美国的通用电

24、气公司、普拉特-惠特尼公司、佳能-穆斯克贡公司、汉因斯司泰特公司、国际因科合金公司等，以及英国的国际镍公司、日本的 JFE 钢铁株式会社、新日铁住金株式会社、神户制钢等。这些企业经过多年的技术积累，均已建立了完善的企业级的高温合金工艺、性能体系、过程控制及选材标准，生产的高温合金具有成本低、质量高且稳定性好等优势。 表表 3：国际主要高温合金生产企业：国际主要高温合金生产企业 生产厂家生产厂家 中文名称中文名称 业务类型业务类型 国家国家 Cannon-Muskegon Corporation 佳能-穆斯克贡公司 单晶合金 美国 Haynes Stellite Company 汉因斯-司泰特公

25、司 冶炼、板材 美国 Inco Alloys Internationaljnc 国际因科合金公司 冶炼、棒材、板材 美国 Martin Marietta corporation 马丁-马丽塔公司 机械合金化 美国 Carpenter 卡尔特公司 冶炼、棒材 美国 VDM Metals 万德姆金属 冶炼、棒材 德国 Allegheny Technologies Inc. (ATI) 阿勒格尼技术公司 冶炼、板材、棒材、锻造 美国 Precision Castparts Corp (PCC) 精密机件公司 冶炼、板材、棒材、锻件、铸件 美国 Aubert & Duval 奥博杜瓦 锻件、粉末冶金、

26、单晶合金 法国 General Electric Company 通用电气公司 粉末冶金、高温合金 美国 Howmet Corporation 豪梅特公司 铸件 美国 Pratt & Whitney Company 普拉特-惠脱尼公司 粉末冶金、高温合金 美国 Rolls-Royces 罗尔斯-罗伊斯公司 粉末冶金、単晶合金 英国 数据来源：东北证券，新材料在线 国国内高温合金起步较晚，初期以仿制为主内高温合金起步较晚，初期以仿制为主，目前已建立，目前已建立较为较为完备的产品体系完备的产品体系。由于高温合金主要运用于航空航天、核电等战略核心领域，因此作为高精尖产品，国外厂商管控严格，很少出口销

27、售。国内高温合金行业从 20 世纪 50 年代末仿制前苏联高温合金体系开始， 经过 60 余年的发展， 经历了由仿制到仿创结合再到独创的发展历程，形成了我国独特、系统、完整的高温合金体系，是国际上公认的四大较完整的高温合金体系之一。为保障我国航空航天用发动机、战略导弹等武器装备的顺利研制，为国防建设和国民经济的发展做出了特殊贡献。 10 / 38 图图 7：国内高温合金发展历程：国内高温合金发展历程 数据来源：东北证券，图南股份招股说明书 我国高温合金在研制与性能方面我国高温合金在研制与性能方面，与发达国家仍有差距与发达国家仍有差距，国家陆续出台鼓励政策，国家陆续出台鼓励政策，支持高温合金产业

28、发展支持高温合金产业发展。与国外发达国家的差距主要表现在两个层面，首先是总体规划层面，具体表现在基础研究、技术流程研究、需求引导等方面。其次是生产流程控制及产品技术层面，具体表现为技术水平落后国外导致的产品质量问题。在此背景下，国家高度重视高温合金行业发展，陆续出台一系列支持政策，鼓励相关企业做大做强。尤其是随着“两机”专项的持续推进，所涉及的高温合金材料领域受到鼓励政策及专项资金的持续投入。 表表 4：国内高温合金发展面临的问题：国内高温合金发展面临的问题 总体规划层面总体规划层面 产品技术层面产品技术层面 1）我国以武器型号为需求牵引的研发模式造成了国产高温合金 “多品种、 小批量” 的特

29、点，导致产品的质量稳定性差、生产成本高等问题； 2）基础研究薄落，缺乏材料机理的深人研究，阻碍了“一材多用”高效、节能的发展模式； 3） 研发和创新能力低， 我国高温合金以仿制为主，具有自主知识产权的合金较少，尚未形成具有自主知识产权的的材料体系。 1） 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； 2） 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； 3） 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； 4） 成本问题： 国内生产高温合金返回料利用率偏低，导致生

30、产成本普遍偏高。 数据来源：东北证券，西部超导招股说明书 11 / 38 表表 5：近期：近期我国高温合金行业我国高温合金行业部分部分相关相关政策政策 发布发布 时间时间 政策名称政策名称 内容概要内容概要 2021.3 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 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，加强碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料、生物基和生物医用材料研发应用，加快茂金属聚乙烯等高性能树脂和集成电路用光刻胶等电子高纯材料关键技术突破。 2021.1 西部地

31、区鼓励类产业目录 （2020 年本） 新能源材料、钛/锆/镍/镁/锂等特种合金材料、特种非金属 材料、特种橡胶材料、高硅氧玻璃纤维、高温合金、3D 打印材料、 超导材料、特种陶瓷、石墨烯、吸波材料、含能材料等新材料研制生产。 2020.9 关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见 围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。 2020.3 增材制造标准领航行动计划（2020-2022 年） 制定铝合金、钦合金、钻络合金、高温合金、不锈钢、

32、模具钢、金属问化合物、非晶合金等金属材料及其复合材料等金属材料标准，明确专用材料的品质指标，提升性能稳定性要求。 2019.1 产业结构调整零指导目录（2019 年本） 指出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（300MW 以上重型燃机用转子体锻件、大型高温合金轮盘、叶片等）及控制系统。 2018.9 重点新材料首批次应用示范指导目录（2018 版） 含特种无缝钢管、高精度高温合金管材、高温合金粉末盘坯料等产品等目录。 2017.1 战兴产业重点产品和服务指导目录（2016 年） 将高品质特种钢铁材料，如核电用、高性能汽车用等特殊钢型材及其锻件、铁基高温合金铸件，特殊

33、钢铸件等；高性能有色金属及合金材料，如高强度铝合金锻件、印花镍网，镍基合金、钴基合金铸件等列为重点产品。 2016.12 新材料产业发展指南 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满足航空发动机应用需求。保障措施方面，推进军民融合发展，积极引导具备条件的企业开展军用新材料的研制与生产，鼓励优势企业参与军品科研生产。 2016.11 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划 提出要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；要深入推进军民融合，引导优势民营企业进入国防科研生产和维修领域等。 2016.10

34、有色金属工业中长期科技发展规（20162020 年） 以高端材料、绿色发展、两化融合、资源保障、国际合作等为重点，加快产业转型升级。 2016.10 产业技术创新能力发展规划（20162020 年） 将高温合金、船舶及海洋工程用钢、轨道交通用钢，高强汽车薄板，高强高导铜合金、铜铝复合材料、核电材料等前沿新材料作为重点发展方向。 数据来源：东北证券，各政府官网，图南股份招股说明书 2. 高温合金下游应用前景广泛，高温合金下游应用前景广泛，需求高速增长需求高速增长 高温合金高温合金全球市场持续成长，中国成为主要增量市场。全球市场持续成长，中国成为主要增量市场。据最新发布的全球航空航天材料工业市场分

35、析报告，2020 年全球高温合金市场规模达 573 亿元，预计到 2025年，全球航空航天材料的市场规模将达到 265 亿美元。而根据数据显示，2019 年我 12 / 38 国高温合金市场规模达 169.8 亿元，2020 年我国高温合金市场规模达 187 亿元，同比增长 10.18%，预计 2025 年我国高温合金市场规模将达到 856 亿元。我国已经成为全球高温合金市场增长最快的地区。 图图 8：国内高温合金市场规模预测：国内高温合金市场规模预测 数据来源：东北证券，前瞻产业研究院 高温合金第一大应用场景是航空航天领域，高温合金第一大应用场景是航空航天领域，需求份额占比为需求份额占比为

36、55%。高温合金材料是航天航空发动机的重要制造原材料，主要应用于发动机的燃烧室、导向器、涡轮叶片、涡轮盘、尾喷口及机匣等部件。其次，高温合金具备耐高温、耐腐蚀等优良性能，也也被被广泛应用于燃气轮机广泛应用于燃气轮机、石油化工、工业和汽车领域等石油化工、工业和汽车领域等场景场景。我国高温合金市场中，变形高温合金和镍基高温合金占比最大，根据制造工艺，变形高温合金约占整个高温合金市场 70%左右， 其次是铸造高温合金 （20%） 和粉末高温合金 （10%） ；根据合金基体元素， 镍基高温合金占比达 80%左右， 镍-铁高温合金和钴基高温合金占比分别约为 14%和 6%。 图图 9：高温合金应用场景：

37、高温合金应用场景 图图 10：高温合金应用场景占比高温合金应用场景占比 数据来源：东北证券，图南股份招股说明书 数据来源：东北证券，图南股份招股说明书 13 / 38 2.1. 国内军用航空发动机快速发展，显著刺激高温合金需求 高温合金材料的诞生与使用主要源于航空发动机材料的不断探索。高温合金材料的诞生与使用主要源于航空发动机材料的不断探索。航空发动机作为现代工业行业的明珠，代表着世界制造行业的最高水平，而高温合金则是航空发动机最重要的制造原材料。在现代先进的航空发动机中，高温合金材料使用量占发动机总量的 40%-60%。在航空发动机上，高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热

38、段零部件；此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。 军用航空燃气涡轮发动机通常可以用其推重比（推重比=发动机推力/ 发动机自重）来综合评定发动机的性能，而涡轮前燃气涡温度对发动机推重比有最直接、最显著的影响，也成为发动机代际最突出的判别依据之一。 图图 11：航空发动机使用高温合金情况：航空发动机使用高温合金情况 数据来源：东北证券，新材料在线 图图 12：高温合金的性能决定航空发动机的性能：高温合金的性能决定航空发动机的性能 数据来源：东北证券，新材料在线 14 / 38 表表 6：航空发动机各部件使用高温合金情况：航空发动机各部件使用高温合金情况 发动机部件发动机部件 特征特征

39、使用高温合金情况使用高温合金情况 燃烧室燃烧室 燃烧室内产生的燃气温度在 15002000之间。因为其余的空间有压缩空气流动，所以燃烧筒合金材料的承受温度一般在 800900以上，局部达 1100。因此，燃烧筒要求材料要具有高温抗氧化和抗燃气腐蚀性能，良好的冷热疲劳性能。 燃烧室使用的主要高温合金以镍基或钴基高温合金为主。 导向叶片导向叶片 导向叶片是涡轮发动机上受热冲击最大的零件之一。但由于它是静止的，所受的机械负荷并不大。通常由于应力引起的扭曲、温度剧烈变化引起的裂纹以及过燃引起的烧伤，会使导向叶片在工作中经常出现故障。根据导向叶片工作条件，要求材料具有如下性能：足够的持久强度及良好的热疲

40、劳性能；有较高的抗氧化和抗腐蚀的能力。 铸造高温合金成为了导向叶片的主要制造材料。近年来，由于定向凝固工艺的发展，用定向合金制造导向叶片的工艺也在试制中；此外，FWS10 发动机涡轮导向器后篦齿环制造采用了氧化物弥散强化高温合金。 涡轮盘涡轮盘 涡轮盘在工作中受热不均，盘的轮缘部位比中心部位承受较高的温度，产生很大的热应力。榫齿部位承受最大的离心力，所受的应力更为复杂。为此对涡轮盘材料要求有：合金应具有高的屈服强度和蠕变强度；良好的冷热和抗机械疲劳性能；线膨胀系数要小，无缺口敏感性，较高的低周疲劳性能。 粉末高温合金是现代高性能发动机涡轮盘的必选材料。 涡轮叶片涡轮叶片 涡轮工作叶片是涡轮发动

41、机上最关键的构件之一。虽然工作温度比导向叶片要低些，但是受力大而复杂，工作条件恶劣，因此对涡轮叶片材料要求有：高的抗氧化和抗腐蚀能力；高的抗蠕变和持久断裂的能力；良好的机械疲劳和热疲劳性能以及良好的高温和中温综合性能。 涡轮叶片用材料最初普遍采用变形高温合金，随着材料研制技术和加工工艺的发展，铸造高温合金逐渐成为涡轮叶片的候选材料。 数据来源：东北证券，图南股份招股说明书 我国我国军用军用航空发动机内生需求规模巨大，将带动高温合金需求快速增长。航空发动机内生需求规模巨大，将带动高温合金需求快速增长。空军建设和发展对保护国家安全具有举足轻重的战略意义，同时也强有力地刺激了我国高端军事装备尤其是高

42、性能军用飞机的需求。但是长期以来，我国空军先进战机的涡轮风扇发动机和海军大型舰艇燃气轮机大量依赖进口，其中生产原材料高温合金是制约国内军用航空发动机发展的重要因素。在下游军机需求带动下，军用航空发动机需求将持续高增长，对上游高温合金材料的需求也将实现高速增长。 据World Air Force 2021统计，2020 年我国军队现役装备的飞机总量为 3425 架，其中包括战斗机 2380 架，运输机 123 架次，战斗直升机 496 架，训练机和直升共计约 400 架。 15 / 38 表表 7：中中国国 2020 年年现役现役主力主力战斗机型号数量战斗机型号数量 型号型号 数量数量（架架）

43、代际划分代际划分 空军空军： H-6 120 / J-7 388 第二代 J-8 96 第二代 J-10 235 第三代 J-11/16/Su-27/30/35 351 三代/三代半 J-20 15 第四代 JH-7 69 / Q-5 118 / 海军海军： H-6 30 / J-7 30 第二代 J-8 47 第二代 J-10 25 第三代 J-11/16/Su-27/30/35 95 三代/三代半 JH-7 34 / 数据来源：东北证券， World Air Force 2021报告数据 军用航发存在大量换装需求军用航发存在大量换装需求。目前我国军机数量距离美国仍有较大差距，而且以二代、三

44、代战斗机为主力，四代机占比仅为 1%，而美军现役已无二代战斗机，其三、 四代机型占比分别为 87%和 13%， 因此未来我国军机升级换装需求迫切。World Air Force 2021预计，2026 年我国各类军机需求量达 1760 架，军机规模由 3187 架增至 4947 架，复合增速达 9.2%。假设我国空军到 2030 年将完全淘汰 560 架歼-7、歼-8 战机，同时换装成更加先进的第三/四代战斗机。因为我国 2020 年现役战斗机中双发重型战斗机的占全部战斗机的比例约为 55%，而三/四代战斗机中的比例为74%，鉴于我国空军将进行“空天一体、攻防兼备”战略转型，假定用于替换二代战

45、机的新机型中双发动机配置的重型战斗机与单发动机配置的轻型战斗机的比例为 8： 2， 预计制造这批战机将产生约 1008 台发动机需求， 假设每年换装数量相等，则每年产生约 101 台发动机需求。 表表 8：战斗机换发需求：战斗机换发需求 型号型号 数量数量（架架） 发动机装备数量发动机装备数量（台台） 发动机需求数量发动机需求数量（台台） 双发重型战斗机双发重型战斗机 448 2 896 单单发重型战斗机发重型战斗机 112 1 112 总计总计 460 1008 数据来源：东北证券， World Air Force 2021报告数据 军用航发扩编需求同样庞大军用航发扩编需求同样庞大。长期来看

46、，我国空军战机需要量质同升，预测未来我国将进行大规模新机型扩编。根据World Air Force 2021预计未来 5 年我国军机复合增长率为 9.2%，我们假定 2021-2030 年空军战斗机增速为 10%，则 2025 年 16 / 38 我国主力战机数量预测增加至 2759 架， 新增战斗机数量为 379 架。 若新增的 379 架战斗机中双发重型战斗机占比 80%，单发轻型战斗机占比 20%，则新增战机将会带来 682 台发动机需求。在此基础上，假设战机扩编速度维持不变，则从 2026-2030年间，我国主力战斗机规模将达到 3199 架，总计会带来 792 台发动机需求。预计20

47、20-2030 年，我国战机扩编数量总计 819 架，新增发动机需求为 1474 台。 表表 9：截至截至 2030 年军机扩编需求预测年军机扩编需求预测 型号型号 数量数量（架架） 发动机装备数量发动机装备数量（台台） 发动机需求数量发动机需求数量（台台） 双发重型战斗机双发重型战斗机 655 2 1310 单单发重型战斗机发重型战斗机 164 1 164 总计总计 819 1474 数据来源：东北证券， World Air Force 2021报告数据 军用航发存在持续增长的维护需求军用航发存在持续增长的维护需求。目前我国空军战机的国产发动机主要为 WS-10（工作寿命约 1200 小时）

48、 、WS-10B， （工作寿命约 2000 小时） 。假设我国战斗机日常训练升空时长 6 小时，来估计出各型号战斗机平均每年需耗费的航发台数，同时考虑到前文中假设的换装战斗机与扩编战斗机中双发动机配置的重型战斗机与单发动机配置的轻型战斗机的比例为 8：2，计算出 2021 年我国空军主力战机每年消耗约 3602 台发动机， 同时假设我国其他型号军机发动机平均一年一换， 将产生维护需求约 2482 台发动机，则 2021 年产生的维护需求约为 6084 台发动机。最后，考虑到未来更大的训练强度带来更高的发动机更换频率， 假设维护需求的增速为5%。则预计到 2025 年，中国军用航发年维护需求将达

49、到 7395 台/年，到 2030 年中国军用航发年维护需求将达到 9910 台/年。 表表 10：截至截至 2030 年军机年军机维护维护需求预测需求预测 型号型号 数量数量（架架） 维护平均消耗发动机数量维护平均消耗发动机数量（台台） 发动机需求数量发动机需求数量（台台） J-7/J-10 678 1.5 1965 J-8/J-11/16/Su-27/30/35 446 3.6 1605 J-20 15 2.16 32 其他机型其他机型 1241 2 2482 总计总计 2380 6084 数据来源：东北证券， World Air Force 2021报告数据 我国军机航空发动机需求主要由

50、换装需求我国军机航空发动机需求主要由换装需求、扩编需求和维护需求构成扩编需求和维护需求构成。2020 年，中国军队现役装备的飞机总量为 3425 架，预计每年换装发动机需求为约 101 台，到2030 年发动机换装需求为 1008 台。预计 2020-2030 年，我国战机扩编数量总计 819架，新增发动机需求为 1474 台。预计到 2030 年中国军用航发年维护需求将达到9910 台/年。 最终可以预测得出 2021-2030 年我国军机航空发动机需求总量为年我国军机航空发动机需求总量为 79006台。台。 17 / 38 表表 11：截至截至 2030 年军机扩编需求预测年军机扩编需求预