【研報】高溫合金行業專題報告（一）：航空發動機國產化時代高溫合金崛起-20201222（13頁）.pdf

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1、 1 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 航空發動機國產化時代，高溫合金崛起 高溫合金行業專題報告（一） 行業專題報告行業專題報告 | 國防軍工國防軍工 證券研究報告證券研究報告 2020 年 12 月 22 日 行業評級 超配 前次評級 評級變動 首次 近一年行業走勢近一年行業走勢 相對表現相對表現 1 個月個月 3 個月個月 12 個月個月 國防軍工 2.88 3.93 43.45 滬深 300 2.09 8.87 25.63 分析師分析師 相關研究相關研究 -11% -1% 9% 19% 29% 39% 49% 59% 2019-122020-042020-08 國防軍工滬深300 核

2、心結論核心結論 高溫合金市場正處于快速增長期。高溫合金市場正處于快速增長期。在“兩機”重大專項的政策背景下， 國內對于高性能高溫合金材料的需求愈加迫切。從產銷量看，2012-2018 年，我國高溫合金消費量年復合增速為17.3%，國內高溫合金企業產能不 斷擴張，總產量年復合增速為19.7%。從市場規?？?，2012-2018年，行業 市場規模從約45億元上升到136億元，2018年增速超過28%。 受益于軍機列裝升級和國產民機的批量交付，高溫合金將迎來需求受益于軍機列裝升級和國產民機的批量交付，高溫合金將迎來需求快速快速 增長增長。軍用航空領域，我國軍機數量和結構均落后于美國。隨著新一代軍 機的

3、量產，我國軍用高溫合金需求量將高速增長。民用航空領域，我國國 產民機訂單較飽滿。 軍機的列裝升級和新型民機的批量交付將驅動高溫合 金需求量大幅增長。 高溫合金進口替代空間大，國產化趨勢明顯。高溫合金進口替代空間大，國產化趨勢明顯。受限于產能和部分產品的 質量，我國高溫合金41%左右的需求仍依賴進口，進口替代空間較大。我 國軍用和民用航空發動機的國產化趨勢明顯，新一代核心軍用發動機 WS-15、WS-20有望批量裝載新型軍機，國產民用 “長江”系列發動機也 將實現進口替代，發動機的國產化趨勢將直接帶動高溫合金實現進口替 代。 國內高溫合金企業迎來較大發展機遇，建議關注國內優質企業。國內高溫合金企

4、業迎來較大發展機遇，建議關注國內優質企業。軍用及 民用航空發動機的國產化推動國內高溫合金市場需求大幅增加， 作為航空 發動機的核心材料， 高溫合金國產化是發動機國產化的基礎和前提， 隨著 國內市場高速增長及國產替代率不斷上升， 國內高溫合金企業將迎來較大 的發展機遇。目前，國內高溫合金行業已逐步形成產業鏈，建議關注其中 的優質企業，例如，專注于母合金冶煉、鍛造的老牌特鋼企業撫順特鋼 (600399.SH)，專注于機匣結構件鑄件、廣泛拓展下游應用領域的圖南股 份(300855.SZ)，積極布局高溫合金業務的高端鈦合金龍頭企業西部超導 (688122.SH)，深耕高溫合金業務、產業鏈布局較完整的鋼

5、研高納 (300034.SZ)，專注于航空發動機、燃氣輪機兩機葉片業務的鑄件龍頭企 業應流股份(603308.SH)。 風險提示： 新型軍機列裝升級及國產民機批量交付放緩， 國產化發動機發 展進度不及預期，公司產能拓展進度不及預期。 行業專題報告 | 國防軍工 2 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 索引 內容目錄 一、高溫合金是航空發動機的核心材料 . 4 1.1 高溫合金是航空發動機性能突破的關鍵要素 . 4 1.2 生產工藝的發展推動高溫合金材料性能不斷改善 . 4 二、高溫合金需求主要來源于航空航天領域 . 5 1.1 高溫合

6、金下游應用領域主要為航空發動機 . 5 1.2 全球航空發動機需求量增長帶動高溫合金市場增長 . 6 1.3 他山之石：全球高溫合金市場孕育出百億規模龍頭企業 PCC . 6 三、國內高溫合金市場迎來蓬勃發展期 . 9 1.1 目前國內高溫合金市場處于快速發展期 . 9 1.2 國內高溫合金市場將迎來需求快速增長期 . 9 1.3 國內高溫合金市行業已逐步形成產業鏈，進口替代空間較大 . 12 1.4 國內高溫合金生產企業較國外有較大進步空間 . 12 四、風險提示 . 13 圖表目錄 圖 1：航空發動機冷、熱端結構圖 . 4 圖 2：高溫合金主要應用于航空航天領域 . 6 圖 3：全球前六大

7、航發廠商在波音、空客中的交付量及占比（2018） . 6 圖 4：2014-2019 年通用電氣航空發動機銷售量（臺） . 6 圖 5：2014-2019 年全球高溫合金市場規模（億美元） . 6 圖 6：PCC 收入體量遠大于其它高溫合金上市企業 . 7 圖 7：1949 年至今 PCC 發展歷程 . 8 圖 9：2006-2015 年公司收入和毛利率增長穩定 . 8 圖 8：2009-2018 年我國高溫合金產銷量 . 9 圖 9：2009-2018 年我國高溫合金市場規模 . 9 圖 10：國內軍機數量規模相對于美國偏低（2019） . 9 圖 11：國內三、四代機相比于美軍列裝比例偏低

8、（2019） . 9 圖 12：ARJ21、C919 歷年訂單情況（架）. 11 圖 13：中國航發商發產品規劃 . 11 圖 14：我國高溫合金行業全產業鏈 . 12 表 1：高溫合金按生產工藝分類 . 5 表 2：國外主要高溫合金生產廠商及業務類型 . 7 nMrOnNtOxOoPsNmNsPsPqO8OaO8OoMoOoMnNeRnMoMiNpNnObRrQoNuOoMqMxNnOtO 行業專題報告 | 國防軍工 3 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 表 3：我國主流軍機及發動機型號內主流及新型軍機發動機型號 . 10 行業專

9、題報告 | 國防軍工 4 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 一、高溫合金是航空發動機的核心材料一、高溫合金是航空發動機的核心材料 高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在 600C 以上的高溫及一定應力作用下長期工作的 一類金屬材料。相比于傳統金屬，其特點是具有較高的高溫強度、良好的抗高溫氧化性和 抗熱腐蝕性，同時具備良好的抗疲勞性能、塑韌性等綜合性能。航空發動機、燃氣輪機等 產生極大熱能的工作環境是高溫合金的主要應用場景：以國產主力渦扇發動機 WS-10 為 例，其渦輪前燃氣溫度達到約 1100K，幾乎是普通鋼材的熔點溫度。 1.1 高

10、溫合金是航空發動機性能突破的關鍵要素高溫合金是航空發動機性能突破的關鍵要素 航空發動機結構可分為冷端部件和熱端部件航空發動機結構可分為冷端部件和熱端部件。其中熱端部件主要包括燃燒室、導向器（導 向葉片） 、渦輪葉片（工作葉片）和渦輪盤，高溫合金是航空發動機熱端部件的關鍵材料。 在現代航空發動機中，高溫合金材料的用量占發動機總重量的 40%60%。以美國第三代 戰斗機 F110 發動機總重 1.8 噸為例，高溫合金用量在 0.9 噸左右。 高溫合金是航空發動機性能突破的關鍵要素。高溫合金是航空發動機性能突破的關鍵要素。航空發動機性能主要取決于渦輪前溫度、推 重比、燃油消耗率等主要指標，其也是航空

11、發動機分代的重要依據。航空發動機的發展趨 勢是不斷提高推重比和渦輪前溫度，同時降低燃油消耗率。在其它條件不變的前提下，渦 輪進口溫度每提高 100K，航空發動機的推重比能夠提高 10%左右。從全球來看，從第一 代航空發動機發展至目前的第五代發動機，渦輪前溫度已經由 1200-1300K 提高到了 1850-2000K， 推重比從 3-4 提高到了 12-13。 渦輪前溫度的提高很大程度上得益于耐高溫 材料的發展。據航空材料學報報道，自 20 世紀 60 年代中期至 80 年代中期，渦輪進口溫 度平均每年提高 15K，其中材料所做出的貢獻在 7K 左右。因此，高溫合金材料成為了制 約航空發動機發

12、展的關鍵要素之一。 圖 1：航空發動機冷、熱端結構圖 資料來源：維基百科，西部證券研發中心 1.2 生產工藝的發展推動高溫合金材料性能不斷改善生產工藝的發展推動高溫合金材料性能不斷改善 按生產工藝，高溫合金通?？煞譃樽冃胃邷睾辖?、鑄造高溫合金（包括等軸晶高溫合金、 定向凝固柱晶高溫合金和單晶高溫合金） 、新型高溫合金三大類。不同生產工藝的高溫合 金性能特點不同，分別應用于發動機不同部位。 1) 變形高溫合金變形高溫合金 行業專題報告 | 國防軍工 5 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 變形高溫合金是經過鍛造、軋制、鐓粗和冷拔等塑性變

13、形工藝和熱處理制造的高溫合金， 承溫能力相對較低，主要應用于航空發動機前端壓氣機盤，部分應用于燃氣渦輪盤、渦輪 葉片、導向葉片、主燃燒室等，應用范圍較廣，用量占比 70%以上。 2) 鑄造高溫合金鑄造高溫合金 鑄造高溫合金可細分為等軸晶高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金和單晶高溫合金三大類， 其中，等軸晶高溫合金等軸晶高溫合金采用傳統的熔模鑄造方法，承溫能力相對較低，主要應用于機匣、 低壓渦輪后幾級葉片， 應用范圍較廣， 占比全部鑄件零部件 60-70%， 但產品附加利潤低； 定向凝固柱晶高溫合金定向凝固柱晶高溫合金采用定向凝固技術制造，承溫能力相對較高，主要應用于低壓渦輪 前幾級的工作葉片，以及

14、部分發動機高壓渦輪的一、二級工作葉片，應用范圍僅限于工作 葉片，產品附加利潤較高；單晶高溫合金單晶高溫合金采用定向凝固和選晶技術制造，承溫能力最高， 主要應用于先進發動機高壓渦輪葉片和低壓渦輪前兩級葉片，應用范圍僅限于工作葉片， 產品附加利潤最高。 3) 新型高溫合金新型高溫合金 新型高溫合金指通過新型制造工藝生產的高溫合金材料， 主要包括粉末高溫合金粉末高溫合金和彌散強彌散強 化高溫合金（化高溫合金（ODS） ，其中，粉末高溫合金是將高溫合金霧化成粉末，再經熱等靜壓成型 或熱等靜壓加鍛造成型的生產工藝制造出高溫合金產品，具有金屬利用率高、成本低等特 點，承溫能力相對較高，目前主要應用于渦輪盤

15、和渦輪葉片，是高推重比發動機渦輪盤、 壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的優良材料；彌散強化高溫合金（ODS）采用類似粉末冶 金工藝制成，承溫能力較高，主要應用于火焰筒、導向葉片及渦輪葉片。 表 1：高溫合金按生產工藝分類 合金 性能特點 使用溫度范圍 應用于發動機的部位 變形高溫合金 強度相對較低，塑性、熱加工性和焊接性良好 600-1000 壓氣機盤、渦輪盤等 鑄造高溫合金 等軸晶高溫合金 一定的強度和塑性，抗熱腐蝕性 1000 機匣、低壓渦輪后幾級葉片 定向凝固柱晶高溫合金 高綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性 1000-1100 低壓渦輪前幾級葉片 單晶高溫合金 高綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性 1

16、200 高壓渦輪葉片和低壓渦輪前兩級 葉片 新型高溫合金 粉末高溫合金 相對較高的屈服強度和疲勞性能 1100 渦輪盤、渦輪葉片 彌散強化高溫合金（ODS） 較高的高溫蠕變性，高溫抗氧化性等 1200 火焰筒、導向葉片及渦輪葉片 資料來源： 航空材料技術 、 熱處理等，西部證券研發中心 二、高溫合金需求主要來源于航空航天領域二、高溫合金需求主要來源于航空航天領域 1.1 高溫合金下游應用領域主要為航空發動機高溫合金下游應用領域主要為航空發動機 高溫合金下游應用廣泛，目前主要應用于航空航天領域高溫合金下游應用廣泛，目前主要應用于航空航天領域。高溫合金最初的研制主要為了滿 足新型航空發動機的需求，

17、但由于其良好的耐高溫，耐腐蝕等性能，逐漸被應用到電力， 船艦，汽車，冶金，玻璃制造，原子能等工業領域。根據工業燃氣輪機渦輪葉片用鑄造 高溫合金研究及應用進展 ，目前高溫合金下游最大的應用領域為航空航天用發動機，占 比約 55%，其次為能源發電用燃氣輪機，占比約 20%。 高溫合金主要下游客戶為全球前六大航空發動機生產商。高溫合金主要下游客戶為全球前六大航空發動機生產商。航空發動機行業門檻極高，全球 范圍內呈現寡頭壟斷的競爭格局，目前只有通用電氣(GE)、普拉特 惠特尼(PW)和羅爾 斯 羅伊斯(RR)三家公司有能力獨立研制航空發動機，即行業內三大主機廠。全球前六大 行業專題報告 | 國防軍工

18、6 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 航空發動機生產廠商包括三大主機廠商及其合資公司，例如 CFM 國際公司由通用電氣和 法國 SNECMA 于 1974 年合資成立，國際航空發動機公司（IAE）由普拉特 惠特尼、羅 爾斯 羅伊斯、日本航空發動機公司（JAEC）和德國航空發動機公司（MTU）于 1983 合 資設立，發動機聯盟（EA）是由通用電氣和普拉特 惠特尼于 1996 年合資成立。 圖 2：高溫合金主要應用于航空航天領域 圖 3： 全球前六大航發廠商在波音、 空客中的交付量及占比 （2018） 資料來源：CNKI，西部證券研發

19、中心 資料來源：FlightGlobal, 西部證券研發中心 1.2 全球航空發動機需求量增長帶動高溫合金市場增長全球航空發動機需求量增長帶動高溫合金市場增長 全球航空發動機需求量的增加主要得益于民用飛機需求量的增長全球航空發動機需求量的增加主要得益于民用飛機需求量的增長。 民用航空飛機需求量的 不斷增長推動了全球航空發動機市場的增長，以航空發動機生產廠商通用電氣（GE）公 司為例，2014-2019 年，航空發動機銷量從 3637 臺增加到 4621 臺，年復合增長率為 4.07% ，其中，民用航空發動機年復合增長率為 7.21%。 全球航空發動機需求量的增加推動了高溫合金市場的發展全球航空

20、發動機需求量的增加推動了高溫合金市場的發展。2014-2018 年，全球高溫合金 市場規模從 97.54 億美元上升為約 121.63 億美元，年復合增長率為 3.2%，與航空發動機 銷量增速 4.07%相近。 圖 4：2014-2019 年通用電氣航空發動機銷售量（臺） 圖 5：2014-2019 年全球高溫合金市場規模（億美元） 資料來源：公司年報，西部證券研發中心 資料來源：前瞻產業研究院，西部證券研發中心 1.3 他山之石：全球高溫合金市場孕育出百億規模龍頭企業他山之石：全球高溫合金市場孕育出百億規模龍頭企業PCC 高溫合金行業具有高資本壁壘、高技術壁壘等特點高溫合金行業具有高資本壁壘

21、、高技術壁壘等特點。全球范圍僅不超過 50 家企業具有生 55% 20% 10% 15% 航空航天 工業燃氣輪機 艦船 其它 1860, 58% 436, 14% 424, 13% 332, 11% 138, 4% 4, 0% CFM International Pratt & Whitney Rolls-Royce General Electric International Aero Engines Engine Alliance 行業專題報告 | 國防軍工 7 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 產航空航天用高溫合金的能力，主要

22、集中在美、英、法、德等國，行業呈現寡頭特征，國 際因科合金公司、漢因斯.司泰特公司、卡本特公司等公司主要負責母合金的冶煉、生產， 先進高溫合金如粉末高溫合金和單晶高溫合金主要由三大航空發動機生產商主導， 少數企 業如 PCC、ATI 等產業鏈布局范圍較廣。 表 2：國外主要高溫合金生產廠商及業務類型 生產廠商 中文名稱 業務類型 國家 Inco Alloys International 國際因科合金公司 冶煉、棒材、板材 美國 Haynes Stellite 漢因斯.司泰特公司 冶煉、板材 美國 Carpenter 卡本特公司 冶煉、棒材 美國 VDM Metals - 冶煉、板材 德國 Al

23、legheny Technologies Inc. （ATI） 阿勒格尼技術公司 冶煉、棒材、板材、鍛造 美國 Special Metals, Inc.（PCC 子公司）/ Wyman Gordon（PCC 子公司）/ Precision Castparts Corp. (PCC) 精密機件公司 冶煉、棒材、板材、鍛件、鑄件 美國 Howmet Aerospace Inc 豪梅特公司 鑄件 美國 Cannon-Muskegon 佳能-穆斯克貢公司 單晶合金 美國 Martin Marietta 馬丁-馬麗塔公司 機械合金化 美國 Aubert & Duval 奧伯杜瓦 鍛件、粉末合金、單晶合金

24、 法國 GE 通用電氣公司 粉末合金、單晶合金 美國 Rolls-Royces 羅爾斯.羅伊斯公司 粉末合金、單晶合金 英國 Pratt & Whitney 普拉特-惠特尼公司 粉末合金、單晶合金 美國 資料來源：公司官網，西部證券研發中心 從產業鏈布局廣度和收入體量看，從產業鏈布局廣度和收入體量看，PCC 為全球高溫合金企業龍頭為全球高溫合金企業龍頭。專注從事高溫合金業 務的企業較少，作為其中一家，產業鏈布局方面，PCC 布局范圍較廣，涵蓋了上游母合 金冶煉，棒材、板材生產，及下游鍛件和鑄件的制作；收入體量方面，高溫合金行業上市 公司較少，根據巴菲特致股東的相關信件顯示，2019 年 PCC

25、 收入約 103 億美元，遠遠大 于同行業其它上市公司。 圖 6：PCC 收入體量遠大于其它高溫合金上市企業 資料來源：Wind，公司官網，西部證券研發中心（Howmet 僅包含緊固件和鑄件收入） Precision Castparts Corp.（PCC）于 1953 年成立，至今已有 60 多年的歷史。公司已經 從一家小型的熔模鑄件制造商發展為航空航天、電力等行業用熔模鑄件、鍛件、緊固件的 10.3 3.54 4.12 2.68 2.38 0 2 4 6 8 10 12 Precision Castparts Corp. Martin MariettaAllegheny Technolog

26、ies Inc. Howmet Aerospace Inc Carpenter 2019年收入（十億美元 ） 行業專題報告 | 國防軍工 8 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 綜合制造商，并成為了全球最大的獨立渦輪葉片供應商。在 60 年的成長歷史中，公司通 過戰略性并購增加了綜合技術能力， 同時通過不斷開拓新的終端市場維持長期的穩定發展。 公司于 1968 年上市，并于 2016 年 1 月被伯克希爾哈撒韋（Berkshire Hathaway）以 372 億美元私有化，是巴菲特目前為止最大的并購交易。 圖 7：1949 年至今

27、PCC 發展歷程 資料來源：公司官網，西部證券研發中心 Precision Castparts Corp.（PCC）于 1953 年成立，至今已有 60 多年的歷史。公司已經 從一家小型的熔模鑄件制造商發展為航空航天、電力等行業用熔模鑄件、鍛件、緊固件的 綜合制造商，并成為了全球最大的獨立渦輪葉片供應商。在 60 年的成長歷史中，公司通 過戰略性并購增加了綜合技術能力， 同時通過不斷開拓新的終端市場維持長期的穩定發展。 公司于 1968 年上市，并于 2016 年 1 月被伯克希爾哈撒韋（Berkshire Hathaway）以 372 億美元私有化，是巴菲特目前為止最大的并購交易。 良好的商

28、業模式、穩定客戶體系和較高的行業壁壘決定了公司收入、利潤的穩定增長。良好的商業模式、穩定客戶體系和較高的行業壁壘決定了公司收入、利潤的穩定增長。上 游航空發動機廠商對供應商的篩選較嚴格， 一般經過較長的試用周期和復雜的審核流程才 能成為其合格供應商，但一旦建立供應合作，不會輕易更換供應商。以 PCC 和 GE 的合 作為例， GE 長期是PCC 的第一大客戶， 2011-2015年， 其為PCC 收入貢獻維持在 13%-15% 的水平，穩定的客戶體系為收入的穩定增長奠定了基礎。 2006-2015 年，PCC 收入年復合增長率為 11%，此外，較高的資本和技術壁壘決定了該 行業的競爭格局較好，

29、毛利率較高，2006-2015 年，公司毛利率不斷上升，并穩定在 30% 以上。 圖 8：2006-2015 年公司收入和毛利率增長穩定 資料來源：公司年報，西部證券研發中心 3.55 5.36 6.85 6.80 5.49 6.21 7.20 8.35 9.53 10.01 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 0 2 4 6 8 10 12 2006200720082009201020112012201320142015 收入（十億美元 ）毛利率（%，右軸） 行業專題報告 | 國防軍工 9 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年

30、 12 月月 22 日日 三、國內高溫合金市場迎來蓬勃發展期三、國內高溫合金市場迎來蓬勃發展期 1.1 目前國內高溫合金市場處于快速發展期目前國內高溫合金市場處于快速發展期 我國高溫合金市場正處于快速增長期。我國高溫合金市場正處于快速增長期。在“兩機”重大專項的政策背景下，國內對于高性 能高溫合金材料的需求愈加迫切，從產銷量看，2012-2018 年，我國高溫合金消費量年復 合增速為 17.3%，國內高溫合金企業產能不斷擴張，總產量年復合增速為 19.7%，同時， 國內高溫合金企業在部分產品質、 量方面仍不能完全需求， 我國高溫合金 41%左右的需求 仍依賴進口。 從市場規?？?， 2012-2

31、018 年， 行業市場規模從約 45 億元上升到 136 億元， 且規模增速不斷上升，接近 30%。 圖 9：2009-2018 年我國高溫合金產銷量 圖 10：2009-2018 年我國高溫合金市場規模 資料來源：前瞻產業研究院，西部證券研發中心 資料來源：前瞻產業研究院，西部證券研發中心 1.2 國內高溫合金市場將迎來需求國內高溫合金市場將迎來需求快速增長快速增長期期 目前，國內高溫合金應用最為成熟、最主要的應用領域為航空發動機，國內軍用和民用飛 機交付量的增加以及發動機國產化趨勢，將帶動國內高溫合金需求的高速增長，此外，高 溫合金在燃氣輪機及汽車發動機領域的應用發展趨勢較好， 其進一步驅

32、動高溫合金需求的 增長。 1）軍用航空：新一代軍機列裝在即，新型國產發動機將批量裝載）軍用航空：新一代軍機列裝在即，新型國產發動機將批量裝載 國內軍機數量相比于美國偏低，增長空間較大。國內軍機數量相比于美國偏低，增長空間較大。根據World Air Force 2020 ，美國目前 軍機數量規模為 13266 架， 占比世界總規模 25%， 相較于美國， 我國軍機數量規模較低， 僅為 3210 架， 占比 6%。 我國主要軍機為戰斗機， 其中， 二、 三、 四代機占比分別為 42.6%、 56.3%和 1.1%，美國戰斗機以三代機、四代機為主，分別占比 78.7%、16.2%，相較于美 國我國

33、三、四代戰斗機列裝比列偏低，隨著新型軍機的量產，我國軍機列裝結構將迎來升 級，數量規模將不斷增長。 圖 11：國內軍機數量規模相對于美國偏低（2019） 圖 12：國內三、四代機相比于美軍列裝比例偏低（2019） 資料來源：World Air Force，西部證券研發中心 資料來源：World Air Force，西部證券研發中心 行業專題報告 | 國防軍工 10 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年 12 月月 22 日日 發動機國產化趨勢明顯，驅動國內高溫合金行業進口替代。發動機國產化趨勢明顯，驅動國內高溫合金行業進口替代。從上世紀中葉至今，我國發動 機經

34、歷了從仿制到獨立研制的發展歷程，目前，我國戰斗機、運輸機、戰斗直升機及訓練 機中的主流核心機型已實現發動機的國產化，未來，隨著 WS-15、WS-20 等新一代核心 發動機的定型，并批量裝載于新一代軍機，其將直接驅動國內高溫合金需求增長，間接實 現高溫合金進口替代。 表 3：我國主流軍機及發動機型號內主流及新型軍機發動機型號 類型 型號 數量 目前搭載的發動機 擬搭載的國產發動機 戰斗機 J-10 260 WS-10A - J-11/15/16 396 WS-10A/B - J-20 15 AL-31F-M1（俄） WS-15 運輸機 Y-8 85 WJ-6 - Y-9 17 WJ-6C -

35、Y-12 11 PT6A（加） - Y-20 7 D-30KP-2（俄） WS-20 戰斗直升機 Z-8 130 PT6B-67A (加) WZ-11 Z-9 141 Arriel 1C （法） WZ-8 Z-10 106 WZ-9C - Z-11 46 WZ-8D - Z-18 2 WZ-6C - Z-19 175 WZ-8 - 訓練機 JL-8 181 WS-11 - JL-9 2 WP-13 - L-15 14 AI-222K-25（烏克蘭） - 資料來源：World Air Force，互聯網，西部證券研發中心（注：J-11/15/16 中包含 Su-27/30/33/35 機型的數量

36、） 2）民用航空：新型民用飛機即將批量交付，配套發動機有望量產民用航空：新型民用飛機即將批量交付，配套發動機有望量產 民用航空規模高速增長，發動機高溫合金市場需求巨大。民用航空規模高速增長，發動機高溫合金市場需求巨大。根據中國商飛發布的中國商飛 公司 2019-2038 年民用飛機市場預測年報 ，2038 年中國機隊規模將達到 10344 架，為 2018 年的 2.86 倍。2019-2038 年，中國將預計交付 9205 架客機，其中單通道噴氣客機 6119 架，雙通道噴氣客機 2128 架，噴氣支線客機 958 架，預計未來單通道噴氣客機、 雙通道噴氣客機和噴氣支線客機分別以新型民機 C

37、919、CR929 及 ARJ21 為主。目前， ARJ21 累計獲得 22 家客戶合計 596 架訂單，截至 2019 年年底合計交付 22 架；C919 累 計獲得 31 家客戶 1021 架訂單，預計 2021 年完成首架飛機交付；據俄羅斯媒體報道， CR929 已獲得俄羅斯 200 架的意向訂單，預計 2025 年試飛，2027 年實現交付。中國航 發商發為三類新型民機規劃了“長江”系列發動機，隨著新型民機的批量交付，配套國產 發動機的進口替代和量產將打開高溫合金巨大的市場空間。 行業專題報告 | 國防軍工 11 | 請務必仔細閱讀報告尾部的重要聲明 西部證券西部證券 2020 年年

38、12 月月 22 日日 圖 13：ARJ21、C919 歷年訂單情況（架） 圖 14：中國航發商發產品規劃 資料來源：中國商飛，西部證券研發中心 資料來源：中國航發商發， “長江”系列發動機取得階段性進展 ，西部證券研發中 心 3）燃氣輪機：燃氣發電和艦船量產打開高溫合金潛在市場空間）燃氣輪機：燃氣發電和艦船量產打開高溫合金潛在市場空間 工業燃氣輪機高溫合金潛在需求量大。工業燃氣輪機高溫合金潛在需求量大。燃氣輪機分為工業燃氣輪機和艦船用燃氣輪機。其 中，工業用燃氣輪機主要應用于發電、天然氣管道運輸等，根據國際能源署（IEA）發布 的 2020 年全球電力報告 ， 全球電力結構往清潔非再生能源和

39、再生能源發電的趨勢發展， 其中燃氣作為一種清潔非再生能源，發電量占比全球發電總量 23.5%，我國燃氣發電占比 發電總量為 3.2%，根據國家發改委發布的電力發展“十三五”規劃（2016-2020 年） ， “十三五”期間我國氣電裝機目標占比超過 5%，相比于我國目標占比和全球平均占比， 我國燃氣發電占比仍有較大發展空間， 燃氣輪機在燃氣發電中大規模應用將為高溫合金行 業帶來廣闊的市場空間。 艦船用燃氣輪機高溫合金需求來自于新型艦船量產及渦輪葉片更新替換。艦船用燃氣輪機高溫合金需求來自于新型艦船量產及渦輪葉片更新替換。 一方面，我國 新型艦船燃氣輪機單臺高溫合金含量高，量產帶動的需求量較大。據

40、不完全統計，截止 2019 年底，我軍艦總數 240 艘，其中航空母艦 2 艘，驅逐艦及護衛艦 127 艘，登陸艦 49 艘，小型作戰艦艇 62 艘，目前，我國軍艦主要增量來自于驅逐艦及護衛艦，是我國主流 軍艦。其中，新型驅逐艦 055 型驅逐艦于 2014 年定型，并于 2019 年開始服役，是未來 主力量產的驅逐艦， 055型驅逐艦裝配4臺我國自產QC/QD-280燃氣輪機作為動力裝置， 按其仿制機型 UGT25000 重量 16 噸，高溫合金含量占比 30%，成材率 20%計算，單臺 055 型驅逐艦消耗高溫合金 96 噸。新型護衛艦 056A 型護衛艦于 2013 年開始服役，目前 正

41、處于量產期，其采用 2 臺柴油發動機作為動力裝置，參照歐美、俄羅斯等國家不斷推進 燃氣輪機在護衛艦的應用，隨著我國燃氣輪機的國產化發展，未來燃氣輪機將成為我國驅 逐艦及護衛要動力裝置。另一方面，燃氣輪機渦輪葉片耗材屬性帶來的市場空間較大。一 臺燃氣輪機中， 各級葉片的平均使用時間為 1.5-2.4 萬小時， 即平均更新替換周期為 2 年， 類比于航空發動機，渦扇發動機的葉片約占航空發動機成本的 30%，其中熱端部件的渦 輪葉片占葉片總價值超過 60%， 渦輪葉片更新替換周期短， 價值占比較大， 市場空間大。 4）汽車制造）汽車制造：汽車渦輪增壓器配置率的提升帶動高溫合金需求穩定增長：汽車渦輪增壓器配置率的提升帶動高溫合金需求穩定增長 汽車是我國高溫合金另一重要應用領域，其中最主要的應用為汽車渦輪增壓器，渦輪增壓 器是汽車等內燃機的重要零配件， 其位于發動機進排氣系統， 通過壓縮空氣來增加進氣量， 從而使燃料燃燒更充分，增加發動機的輸出功率并降低廢氣中污染物的排放，以柴油機為 例，運用渦輪增壓器能夠使得功率提升 30%50%, 并使得油耗降低約 5%?；谶@些優