【研報】鋼鐵行業鋼鐵工業轉型升級專題系列之一：乘大國崛起之風把握軍工特鋼加速成長期的投資機會-20200623[19頁].pdf

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1、 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 行 業 研 究 東 興 證 券 股 份 有 限 公 司 證 券 研 究 報 告 鋼鐵鋼鐵行行業：業：乘大國崛起之風，把握軍工特乘大國崛起之風，把握軍工特 鋼加速成長期的投資機會鋼加速成長期的投資機會 鋼鐵工業轉型升級專題系列之一鋼鐵工業轉型升級專題系列之一 2020 年 06 月 23 日 看好/維持 鋼鐵鋼鐵 行業行業報告報告 分析師分析師 陸洲 電話：010-66554142 郵箱： 執業證書編號：S1480517080001 分析師分析師 羅四維 電話：010-66554047 郵箱： 執業證書編號：S148051908000

2、2 研究助理研究助理 張清清 電話：021-25102904 郵箱： 執業證書編號：S1480118060015 投資摘要： 高溫合金行業兼具高技術壁壘和資質壁壘。高溫合金行業兼具高技術壁壘和資質壁壘。高溫合金主要是指以鐵、鎳、鈷為基，能在 600以上的高溫及應力作用下長期工 作的金屬材料；主要用于航空航天、能源電力、石油化工、汽車等領域，其中航空航天領域占比達到 55%。上述性能要求和應 用場景決定了高溫合金產業兼具高技術壁壘和資質壁壘。經過 60 多年的發展，我國高溫合金產業現已形成了以研制、生產和 使用三結合的組織模式；包含變形、鑄造和特種高溫合金的產品體系；包括國企、民企的生產體系。

3、新式裝備密集投放拉動高溫合金需求新式裝備密集投放拉動高溫合金需求增長增長， “兩機”專項加速國產化替代。， “兩機”專項加速國產化替代。高溫合金主要用于航空發動機和燃氣輪機上，無論 從總量上還是代際上看，我國空軍和海軍裝備具有較大的新增和替換空間。我們通過自上而下和自下而上兩種方式測算，未 來 20 年我國軍用高溫合金的年均需求有望翻番。目前國產航發用高溫合金中 30%以上依賴進口，民用航空領域和燃氣輪機領 域的高溫合金跟隨整機進口。隨著我國在高端裝備領域受到越來越多的進口約束，高溫合金將直接受益于“兩機”專項推動 的國產化替代。根據測算，進口替代將為航空和燃氣輪機用高溫合金市場帶來近 2 萬

4、噸的增量。 軍用高溫合金市場的競爭格局軍用高溫合金市場的競爭格局優且穩定優且穩定，產品的毛利率水平高。，產品的毛利率水平高。我國的軍工高溫合金主要由撫順特鋼、鋼研高納、航材院等 國企供應，目前需求不足萬噸。在現有的型號研制和生產組織模式下，各家的市場份額穩定，民營企業介入較慢。軍用高溫 合金供應商對下游的議價能力不弱，且軍用高溫合金的售價較民用溢價顯著，使得上游成本對企業經營效益的影響不顯著。 由于高溫合金在整機中的成本占比較低，主機廠對其價格的敏感性較弱也是產品高毛利率的重要原因之一。 投資策略：投資策略：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速加速成長期的投資機會。成長

5、期的投資機會?？v覽諸大國崛起的歷史，打造與國家經濟實力相匹配的 軍事實力是必經之路。隨著配備航空發動機、燃氣輪機的新式裝備密集投入使用，疊加高溫合金國產化替代加速，我國的高 溫合金市場已步入快速增長的軌道。 鋼研高納 （東興軍工強烈推薦） 、 ST 撫鋼等深度布局軍用高溫合金產品的企業將率先受益。 風險提示：風險提示： （1）原材料價格風險； （2）企業經營風險； （3）宏觀經濟風險。 行業重點公司盈利預測與評級 簡稱簡稱 EPS(EPS(元元) ) PEPE PBPB 評級評級 202018A18A 202019E19E 202020E20E 202021E21E 202018A18A 20

6、2019E19E 202020E20E 202021E21E 鋼研高納 0.33 0.40 0.51 0.60 48.13 44.13 34.96 29.34 4.04 強烈推薦 ST 撫鋼 0.15 0.18 0.24 0.29 21.55 23.13 17.92 14.82 1.85 未評級 資料來源：公司財報、東興證券研究所（未評級公司采用Wind一致性預期） P2 東興證券深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 目目 錄錄 1. 高溫合金簡介高溫合金簡介. 4 1.1 高溫合金市場

7、兼具技術壁壘和資質壁壘 . 4 1.2 我國的高溫合金產業已進入獨立研發新階段 . 5 2. 新式裝備進入密集投放期新式裝備進入密集投放期 進口替代驅動高溫合金市場加速成長進口替代驅動高溫合金市場加速成長 . 8 2.1 大國崛起后新式裝備密集投放 軍用高溫合金市場的增長潛力大 . 8 2.2 進口替代后高溫合金的年均需求將增加 2 萬噸 .10 2.2.1 航空高溫合金的進口替代需求約為 1 萬噸 .10 2.2.2 燃氣輪機滲透率提升驅動高溫合金需求增長 .10 3. “兩機兩機”專項加速國產化替代，上游原料企業率先受益專項加速國產化替代，上游原料企業率先受益 . 11 3.1 積極推進“

8、兩機”專項 高溫合金企業受益于國產化替代加速. 11 3.2 軍品競爭格局優且穩定 民企跑步進入民品市場 . 11 3.3 軍用高溫合金產品的毛利率高且穩定 .14 4. 投資策略：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會投資策略：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 .15 5. 風險提示風險提示.16 相關報告匯總相關報告匯總 .17 插圖目錄插圖目錄 圖圖 1： 鎳基合金的耐熱性優于其他傳統金屬材料鎳基合金的耐熱性優于其他傳統金屬材料 . 4 圖圖 2： 高溫合金的性能要求及設計思想高溫合金的性能要求及設計思想 . 4 圖圖 3： 中國二重的中國二重的 8萬噸大型模鍛

9、壓機萬噸大型模鍛壓機 . 4 圖圖 4： 直徑為直徑為 2100mm 的超大的超大型型 GH4706 合金渦輪盤鍛件合金渦輪盤鍛件. 4 圖圖 5： 不同鑄造工藝下的高溫合金組織不同鑄造工藝下的高溫合金組織 . 5 圖圖 6： 不同鑄造工藝下的高溫合金組織不同鑄造工藝下的高溫合金組織 . 5 圖圖 7： 全球的高溫合金的主要應用領域全球的高溫合金的主要應用領域 . 5 圖圖 8： 高溫合金的用途高溫合金的用途. 5 圖圖 9： 我國高溫合金的發展階段我國高溫合金的發展階段. 6 圖圖 10： 高溫合金的分類高溫合金的分類 . 7 圖圖 11： 2018年我國與美國軍用飛機的數量對比年我國與美國

10、軍用飛機的數量對比. 8 圖圖 12： 我國現役的戰斗機中三代機占比不足我國現役的戰斗機中三代機占比不足 40% . 8 圖圖 13： 美國的三代機占比達到美國的三代機占比達到 70%以上以上 . 8 圖圖 14： 我國的軍費開支與我國的軍費開支與 GDP 增速保持同步（增速保持同步（%） . 9 圖圖 15： 我國的軍費開支占我國的軍費開支占 GDP 的比重低于美國的比重低于美國. 9 圖圖 16： 我國天然氣發電裝機（我國天然氣發電裝機（GW） .10 圖圖 17： 液化天然氣市場價格已降至液化天然氣市場價格已降至 2元元/方方 .10 圖圖 18： 我國主要的變形高溫合金生產單位我國主要

11、的變形高溫合金生產單位 .12 圖圖 19： 我國主要的鑄造我國主要的鑄造高溫合金生產單位高溫合金生產單位 .12 圖圖 20： 航空高溫合金產品的毛利率顯著高于民品（圖南股份）航空高溫合金產品的毛利率顯著高于民品（圖南股份） .14 oPoRpRyQmMpQrRsNtNtNoN7N9RaQsQrRmOqQiNpPrPlOpMrRbRoOxOuOtRoNwMpPrP 東興證券深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 P3 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 圖圖 21： 鋼研高納的鑄造高溫合金產品毛利率穩步提升鋼研高納的鑄造高

12、溫合金產品毛利率穩步提升 .14 圖圖 22： 主要合金原料的價格主要合金原料的價格 .15 圖圖 23： 主要合金原料的成本分配（元主要合金原料的成本分配（元/噸）噸） .15 圖圖 24： 發動機在軍用飛機中的制造成本占比高發動機在軍用飛機中的制造成本占比高 .15 圖圖 25： 世界各國航空發動機在戰斗機生產成本中的占比世界各國航空發動機在戰斗機生產成本中的占比 .15 圖圖 26： 我國重點特鋼企業的高溫合金產量年復合增長我國重點特鋼企業的高溫合金產量年復合增長 10% .16 圖圖 27： 主要高溫合金供應商的綜合毛利率均在主要高溫合金供應商的綜合毛利率均在 30%以上以上 .16

13、表格目錄表格目錄 表表 1： 主要國家的高溫合金牌號主要國家的高溫合金牌號. 6 表表 2： 按基體元素劃分的高溫合金按基體元素劃分的高溫合金. 7 表表 3： 自下而上估算未來自下而上估算未來 20年我國的軍用高溫合金需求約年我國的軍用高溫合金需求約 38萬噸萬噸 . 9 表表 4： 測算的未來測算的未來 20 年我國民用航空對高溫合金的年平均需求年我國民用航空對高溫合金的年平均需求 .10 表表 5： 國家政策層面對高溫合金產業的支持力度大國家政策層面對高溫合金產業的支持力度大 . 11 表表 6： 我國主要的高溫合金生產企業我國主要的高溫合金生產企業 .13 表表 7： GH4169 的

14、化學成分（的化學成分（%） .14 P4 東興證券深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 1. 高溫合金簡介高溫合金簡介 1.1 高溫合金市場兼具技術壁壘和資質壁壘高溫合金市場兼具技術壁壘和資質壁壘 高溫合金高溫合金對性能的要求苛刻，對性能的要求苛刻，被其他合金被其他合金材料材料替代的可能性低。替代的可能性低。高溫合金主要是指以鐵、鎳、鈷為基，能在 600以上的高溫及一定應力作用下長期工作的金屬材料。高溫合金具有優異的高溫強度、良好的抗氧化、 抗熱腐蝕、疲勞和斷裂韌性等性能，因此研發和生產

15、都存在較高的技術壁壘。試驗研究表明，鎳基合金的比 強度在高溫段明顯要高于鋁、鋼和鈦合金，因此被其他材料替代的可能性低。 圖圖1：鎳基合金的耐熱性優于其他傳統金屬材料鎳基合金的耐熱性優于其他傳統金屬材料 圖 圖2：高溫合金的性能要求及設計思高溫合金的性能要求及設計思想想 資料來源：中國知網，東興證券研究所 資料來源： 航空材料學 ，東興證券研究所 高溫合金生產的技術難點較多。高溫合金生產的技術難點較多。就變形高溫合金而言，生產主要包含三個步驟：冶煉鑄造粗鍛開坯精鍛 成型；鑄造高溫合金則主要包含母合金熔煉精密鑄造兩個步驟；經過上述工藝生產的零部件毛坯再交付主 機廠，并加工成尺寸精度符合要求的零部件

16、后投入使用。高溫合金生產的主要技術難點包括： （1）合金強化 及冶金缺陷控制； （2）鍛件的成型及組織控制，尤其是大型鍛件對設備和工藝的要求高； （3）鑄造成形及組 織控制技術等。 圖圖3：中國二重的中國二重的 8 萬噸大型模鍛壓機萬噸大型模鍛壓機 圖 圖4：直徑為直徑為 2100mm 的超大型的超大型 GH4706 合金渦輪盤鍛件合金渦輪盤鍛件 資料來源：新聞報道，東興證券研究所 資料來源：新聞報道，東興證券研究所 東興證券深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 P5 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 圖圖5：不同鑄造工

17、藝下的高溫合金組織不同鑄造工藝下的高溫合金組織 圖 圖6：不同鑄造工藝下的高溫合金組織不同鑄造工藝下的高溫合金組織 資料來源：中國知網，東興證券研究所 資料來源：中國知網，東興證券研究所 高溫合金市場具有較高的資質壁壘。高溫合金市場具有較高的資質壁壘。 全球的高溫合金主要用于航空航天、 能源電力、 石油化工、 汽車等領域， 其中航空航天領域占比達到 55%；其次是能源電力領域，占比為 20%；機械占比為 10%；冶金占比 7%；汽 車、石化各占 3%。對于安全性能要求極高的航空航天而言，關鍵原材料高溫合金的采購至關重要。對于安全性能要求極高的航空航天而言，關鍵原材料高溫合金的采購至關重要。我國

18、的 航空航天裝備一般在型號研制階段就挑選供應商配套地進行高溫合金的研發。一旦該裝備定型后，其原材料 的采購渠道不會輕易更改，參與企業與后進入者之間就形成了天然的資質壁壘，并獨享該型號裝備整個服役 周期的訂單。 圖圖7：全球的高溫合金的主要應用領域全球的高溫合金的主要應用領域 圖 圖8：高溫合金的用途高溫合金的用途 資料來源：公開資料，東興證券研究所 資料來源：公開資料，東興證券研究所 1.2 我國的高溫合金產業已進入獨立研發新階段我國的高溫合金產業已進入獨立研發新階段 高溫合金的研究始于 1930s， 二戰期間航空發動機的需要促進了高溫合金的研究和使用蓬勃發展。 英國 Mond 鎳公司在 80

19、Ni-20Cr 合金中加入少量鋁和鈦，研制成首個鎳基高溫合金并用于渦輪發動機。隨后美國相繼開 發出了 Vitallium 鈷基合金（Co-Cr-Mo） 、Inconel 鎳基合金（Ni-Cr-Fe） ，應用于渦輪增壓器和噴氣式發動機 燃燒室。 為繼續提高高溫強度， 在鎳基合金中加入鎢、 鉬、 鈷等元素， 提高鋁、 鈦含量， 研制出如英國的 Nimonic （Ni-Cr-Ti） 、美國的 Mar-M 和 IN 等系列牌號高溫合金。鈷基、鐵基高溫合金的發展受到資源匱乏、高溫穩 55% 20% 10% 7% 3% 3%2% 航空航天 能源電力 機械 冶金工業 汽車工業 石油化工 其他 P6 東興證券

20、深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 定性等因素的制約。 蘇聯于 1950s 開始生產 牌號的鎳基高溫合金， 后來生產 系列變形高溫合金和 系列鑄造高溫合金。1970s 美國生產出定向結晶葉片和粉末冶金渦輪盤、單晶葉片等高溫合金部件，以適應 航空發動機不斷提高的需要。至此，世界高溫合金的產品系列日臻完善。目前世界上僅有 4 個國家形成自己 完整的高溫合金體系，分別為中、美、英、俄。 表表1：主要國家的高溫合金牌號主要國家的高溫合金牌號 國別國別 牌號牌號 美國 Inconel 系，IN，

21、Mar-M，Udimet，CMSX，Rene，PWA 等 英國 Nimomic，PE，PK，RR 法國 AM,MC 俄羅斯 ， C 等 中國 變形合金：GH（50） ； 鑄造合金：CC：K（28） ，DS：DZ（10） ，SX：DD；粉末 合金：FGH（95，96） 資料來源： 中國高溫合金50年 ，東興證券研究所 自 1956 年首爐高溫合金 GH3030 試煉成功， 我國高溫合金的研究、 生產和應用已經過 60 多年的發展歷程。 我國的高溫合金發展大致可以分為三個階段。 （1）第一階段：從 1956 年至 20 世紀 70 年代初是我國高溫合 金的起始階段，主要是仿制前蘇聯的高溫合金和發動

22、機型號。 （2）第二階段：從 20 世紀 70 年代中至 90 年 代中期是我國高溫合金的提高階段，主要試制歐美型號的發動機，相應的高溫合金生產技術和質量控制能力 得到提升。 （3）第三階段：從 20 世紀 90 年代中至今是我國高溫合金的全新發展階段，主要是應用和開發了 一批新工藝，研制和生產了一系列高性能、高檔次的高溫合金，以配套獨立研發的國產發動機型號。 圖圖9：我國高溫合金的發展階段我國高溫合金的發展階段 資料來源： 中國高溫合金50年 ，東興證券研究所 東興證券深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 P7 東方財智 興盛之源 DONGXI

23、NG SECURITIES 高溫合金按基體元素，可以分為： （1）鐵基高溫合金； （2）鎳基高溫合金，占我國高溫合金使用量的 80%； （3）鈷基高溫合金。按合金強化類型，可以分為： （1）固溶強化型； （2）時效沉淀強化型； （3）彌散強化 型。按成型方式，可以分為： （1）鑄造高溫合金； （2）變形高溫合金，占我國高溫合金使用量的 70%； （3） 新型高溫合金， 包括粉末高溫合金、 金屬間化合物基、 彌散強化型高溫合金等。 按產品類型， 可以分為鍛件、 環件、棒材、板帶、管材和絲材等。 表表2：按基體元素劃分的高溫合金按基體元素劃分的高溫合金 類型類型 化學特性化學特性 使用范圍使用范圍

24、 代表牌號代表牌號 應用領域應用領域 鐵基高溫 合金 基體是 Fe，加入 Ni、Cr 等 650800 GH1140、GH1131、GH1015、 GH1016 渦輪盤、燃燒室 鎳基高溫 合金 含鎳量在 50%以上 6501200 GH2036 GH3030、GH4169、K406、 K418、K417、K417G、K438、K002、 DZ4、DZ125、DZ22、DD3、DD6 導向葉片、轉子葉片以及航 天、電力能源、石化領域的 高溫結構件；渦輪增壓器 鈷基高溫 合金 鈷含量大約占 60%，同 時加入 Cr、Ni 7301100 K40、GH188 和 L605 導向葉片、 火焰筒、 燃燒

25、室、 加力燃燒室壁板 資料來源： 中國高溫合金50年 ，東興證券研究所 圖圖10：高溫合金的分類高溫合金的分類 資料來源： 中國高溫合金50年 ，產品手冊，東興證券研究所 P8 東興證券深度報告東興證券深度報告 鋼鐵行業：乘大國崛起之風，把握軍工特鋼加速成長期的投資機會 東方財智 興盛之源 DONGXING SECURITIES 2. 新式裝備進入密集投放期新式裝備進入密集投放期 進口替代驅動高溫合金市場進口替代驅動高溫合金市場加速加速成長成長 2.1 大國崛起后新式裝備密集投放大國崛起后新式裝備密集投放 軍用高溫合金市場的增長潛力大軍用高溫合金市場的增長潛力大 我國的軍用高溫合金主要用于航空

26、發動機和船舶燃氣輪機上。與戰略對手相比，我國的軍事裝備無論在總量 上還是代際上均有較大的差距，空軍和海軍裝備具有較大的新增和替換空間?？哲姺矫?，以 J-10、J-15 和 J20 為代表的三代以上戰斗機密集服役，Y-20 和 WZ-10 等其他軍用機型也加速裝備部隊。以戰斗機為例， 假設未來20年我國的戰斗機中三代以上機型占比提高至80%， 且戰斗機規模向美國看齊， 則需新增大約2000 架。海軍方面，未來 20 年我國將圍繞 10 支航母編隊戰斗群打造的遠洋海軍以與綜合國力相匹配，以 056 型護衛艦、052 型驅逐艦和 055 型大型驅逐艦為代表的軍艦將密集投入使用。 圖圖11：2018

27、年我國與美國軍用飛機的數量對比年我國與美國軍用飛機的數量對比 資料來源： World Air Force 2018 ，東興證券研究所 圖圖12：我國現役的戰斗機中三代機占比不足我國現役的戰斗機中三代機占比不足 40% 圖 圖13：美國的三代機占比達到美國的三代機占比達到 70%以上以上 資料來源： World Air Force 2018 ，東興證券研究所 資料來源： World Air Force 2018 ，東興證券研究所 2831 827 512 953 5427 2857 1527 83 3 185 884 354 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 戰斗機特殊任務及加油機運輸機武裝直升機教練機 美國中國 150 418 143 261 276 252 104 148 H6 J-7 J-8 J-10 J-11/SU-27/30 J-15/SU-33 J-20 JH-7 Q -5