國防軍工行業高溫合金深度之三：產業鏈主機廠推行“小核心、大協作”配套企業業務不斷延伸-20211216（31頁）.pdf

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1、1 敬請關注文后特別聲明與免責條款 高溫合金高溫合金深度之三：深度之三： 產業鏈產業鏈主機廠推行 “小主機廠推行 “小 核心、大協作” ，配套企業業務不斷延伸核心、大協作” ，配套企業業務不斷延伸 方正證券研究所證券研究報告方正證券研究所證券研究報告 行業深度報告 行業研究 國防軍工行業國防軍工行業 2021.12.16/推薦 Table_Author 聯系人：聯系人： 馬強 重要數據：重要數據： 上市公司總家數上市公司總家數 92 總股本總股本( (億億股股) ) 955.51 銷售銷售收入收入( (億元億元) ) 3125.15 利潤總額利潤總額( (億元億元) ) 224.09 行業平均

2、行業平均 PEPE 301.59 平均股價平均股價( (元元) ) 44.20 行業相對指數表現行業相對指數表現： -13% -5% 3% 11% 19% 2020/12 2021/3 2021/6 2021/9 國防軍工滬深300 數據來源：wind 方正證券研究所 相關研究相關研究 方正軍工周報 12 月第 2 周： 航天電子發布 定增預案，看好上游電子元器件企業表現 2021.12.12 高溫合金深度報告之二：供給篇冶煉 企業數量逐漸增多， 需求驅動產能不斷提升 2021.12.08 高溫合金深度之一：需求篇航空發動 機和燃氣輪機為主體，需求快速增長 2021.12.07 方正軍工周報

3、12 月第 1 周： “中國軍工” 亮相埃及防務展，看好上游電子元器件企業 表現2021.12.05 國內高溫合金產業鏈包括上游母合金冶煉、中游零部件毛坯件 成形（包括重熔鑄造、鍛造、粉末冶金等工藝）以及下游成品 零部件加工、零部件組裝和設備總裝。 產業鏈上游母合金冶煉企業采購電解鎳、金屬鉻、金屬鈷等原 材料，利用真空感應爐等設備進行高溫合金熔煉形成鑄錠。從從 事高溫合金事高溫合金冶煉冶煉的廠商，的廠商，原材料是其主要成本原材料是其主要成本。產業鏈上游高 溫合金冶煉企業一般采用“成本加成”方式定價，一定程度上 規避原材料價格波動風險，但也存在無法將原材料價格上漲傳 遞給下游的可能。產業鏈上游企

4、業包括撫順特鋼、鋼研高納、 圖南股份等，從營收規模和盈利能力上看，撫順特鋼為產業鏈從營收規模和盈利能力上看，撫順特鋼為產業鏈 上游龍頭企業上游龍頭企業。 產業鏈中游企業從事零部件毛坯件成形，加工方式包括鑄造、 鍛造和粉末冶金。其中，鍛造根據鍛件的尺寸和形狀、采用的 工裝模具結構和鍛造設備的不同，又分為自由鍛、模鍛、輾環。 高溫合金鑄造高溫合金鑄造產品產品主要包括機匣類大型復雜薄壁結構件、渦輪 轉動及導向葉片、整體葉盤、擴壓器等。國內從事高溫合金鑄 造業務的企業主要包括中國航發集團公司下屬鑄造廠商、航材 院、鋼研高納、中科院金屬所、圖南股份等。營收規模方面， 承擔高溫合金鑄造業務的上市公司中，鋼

5、研高納鑄造高溫合金 業務營收規模最大。盈利能力方面，圖南股份的高溫合金鑄件 產品毛利率較高。 高溫合金高溫合金鍛造產品鍛造產品主要包括渦輪盤等盤類件、機匣、環類件以 及軸類件等。國內從事高溫合金鍛造業務的企業除中國航發集 團體系內的廠商外，主要有中航重機所屬的貴州安大和陜西宏 遠、派克新材、三角防務、萬航模鍛、航宇科技等。營收規模 方面，擁有貴州安大和陜西宏遠兩家鍛造業務子公司的中航重 機規模最大。盈利能力方面，三角防務的模鍛業務毛利率領先。 粉末粉末高溫合金高溫合金被認為是制造高速轉動熱端部件的首選材料，代 表性應用包括航空發動機用渦輪盤等。國內參與單位主要是航 材院和鋼研高納。 鋼研高納研

6、制的 FGH4095、 FGH4096 和 FGH4097 高溫合金已批量用于國內多型號航空發動機。 產業鏈下游企業從事成品零部件加工、零部件組裝和設備總裝 業務。國內航發高溫合金成品零部件加工市場壁壘高，以中國國內航發高溫合金成品零部件加工市場壁壘高，以中國 航發集團下屬主機廠為主。航發集團下屬主機廠為主。此外，航亞科技也有少量相關業務。 在航空發動機和燃氣輪機領域，承擔零部件組裝和設備總裝業 務的主要是主機廠，航發動力擁有四家主機廠，是我國航發制 造龍頭企業， 中國航發燃機公司是航改型燃機的主要生產單位。 2 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 國內高溫合金產業鏈呈現兩

7、端集中、中游分散的國內高溫合金產業鏈呈現兩端集中、中游分散的現狀現狀。在產業 鏈發展趨勢上，參考國外高溫合金產業鏈現狀，預計國內高溫 合金產業鏈將以中上游一體化為重要趨勢。此外，在航發動力 “小核心、大協作”戰略指引下，整機廠非核心能力外協將逐 漸增多，提升配套廠商市場空間。 高溫合金產業鏈中游企業各有所長，建議關注研發實力雄厚、 高溫合金材料品類覆蓋全面的鋼研高納等標的，材料品類覆蓋 全面、主要型號達到量產階段的圖南股份等標的，業務體量大、 擁有顯著先發優勢的中航重機等標的，以及擁有核心鍛造設備 的三角防務等標的。 風險提示：航空發動機增速不及預期；燃氣輪機研發批產不及 預期；代替高溫合金的

8、新材料發展速度超出預期等。 UXlVjWbWmUcZyXzWbRdN7NsQqQmOqRfQnMtRlOoPsN8OrQoOuOqQpPuOpPuN 3 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 目錄目錄 1 國內高溫合金產業鏈 . 6 2 產業鏈上游企業從事高溫合金冶煉 . 7 2.1 產業鏈上游企業成本構成：原材料為主要成本 . 7 2.2 采用“成本加成”定價，一定程度規避原材料價格波動影響 . 9 2.3 從營收規模和盈利能力上看，撫順特鋼為產業鏈上游龍頭企業 . 10 3 產業鏈中游包括鑄造、鍛造及粉末冶金等工藝 . 10 3.1 鑄造：包括等軸晶、定向凝固柱晶和單晶三

9、類材料 . 10 3.2 鍛造：主要包括模鍛、自由鍛和輾環三類工藝 . 13 3.3 粉末冶金：主要有航材院和鋼研高納兩家企業 . 16 3.4 其他高溫合金制造 . 18 4 產業鏈下游最終用戶：主機廠對高溫合金需求持續增長 . 18 4.1 航發動力是軍用高溫合金最主要的用戶. 19 4.1.1 航發動力擁有四家主機廠，是我國航發制造龍頭企業 . 19 4.1.2 航發主機廠業務類型包括零部件加工、組裝和整機總裝 . 20 4.1.3 高溫合金成品零部件市場壁壘高，除主機廠外其他參與者較少 . 22 4.2 燃氣輪機國產化不斷推進，中國航發燃機是航改型燃機的主要生產單位 . 23 5 主機

10、廠推行“小核心、大協作”，中上游一體化成為重要趨勢 . 24 5.1 產業鏈發展趨勢 . 24 5.2 重點企業 . 25 5.2.1 鋼研高納：產品涵蓋產業鏈上游和中游，背靠鋼研院技術實力雄厚 . 25 5.2.2 圖南股份：兼具鑄造和變形高溫合金能力，航發大型復雜薄壁結構件重要供應商 . 26 5.2.3 中航重機：貴州安大和陜西宏遠兩家子公司高溫合金鍛件業務先發優勢顯著 . 26 5.2.4 派克新材：鍛件業務布局航空航天、石化和電力，近年營收快速增長 . 27 5.2.5 航宇科技：專注環形鍛件，生產制造能力受國內外客戶認可 . 28 5.2.6 三角防務：主營模鍛件產品，盈利能力顯著

11、 . 28 5.2.7 航亞科技：業務布局發動機成品零部件供應 . 29 5.2.8 應流股份：積極布局航發和燃機用高溫合金鑄造業務 . 30 5.2.9 安吉精鑄：前身國營 3017 廠，生產航空航天用高溫合金鑄件產品 . 30 5.2.10 萬航模鍛：國內領先航空鍛件廠商，擁有大型模鍛液壓機核心設備 . 31 6 風險提示 . 31 4 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表目錄圖表目錄 圖表 1： 高溫合金產業鏈 . 6 圖表 2： 國內高溫合金產業鏈主要企業 . 7 圖表 3： 母合金冶煉企業高溫合金產品成本率 . 8 圖表 4： 部分高溫合金材料化學成分（質量分

12、數）. 8 圖表 5： 金川集團生產的電解鎳 . 9 圖表 6： 原材料價格及撫順特鋼高溫合金產品銷量單價 . 9 圖表 7： 產業鏈上游母合金冶煉企業高溫合金營收及毛利率 . 10 圖表 8： 圖南股份精密鑄造設備 . 11 圖表 9： 航材院鑄造高溫合金產品 . 11 圖表 10： 鋼研高納鑄造高溫合金葉片類產品. 12 圖表 11： 產業鏈中游高溫合金鑄造企業營收及毛利率 . 13 圖表 12： 派克新材 31.5MN 快鍛機 . 14 圖表 13： 萬航模鍛 800MN 模鍛液壓機 . 14 圖表 14： 三角防務 400MN 模鍛液壓機 . 14 圖表 15： 碾環機 . 15 圖表

13、 16： 高溫合金輾環 . 15 圖表 17： 高溫合金鍛造企業工藝、設備及產品. 15 圖表 18： 高溫合金鍛造企業產品成本率 . 16 圖表 19： 產業鏈中游高溫合金鍛造企業營收及毛利率 . 16 圖表 20： 粉末高溫合金產品制造流程 . 17 圖表 21： 高溫合金粉末、錠坯及渦輪盤 . 17 圖表 22： 大型回轉式機械合金高能球磨機 . 18 圖表 23： 中國航發集團下屬航發主機廠基本情況 . 19 圖表 24： 航發動力主要子公司業務及 2020 年財務數據 . 20 圖表 25： 航發動力近年航空發動機業務營收及毛利率 . 20 圖表 26： 航發動力下屬子公司 . 21

14、 圖表 27： 航空發動機及零部件生產的工藝流程. 21 圖表 28： 黎明公司和黎陽動力主要原材料采購情況（2019 年） . 22 圖表 29： 渦輪盤榫槽拉削加工過程 . 22 圖表 30： 渦輪盤加工流程 . 23 圖表 31： 國產燃氣輪機發展歷史 . 23 圖表 32： 鋼研高納高溫合金產品營收 . 26 圖表 33： 鋼研高納高溫合金產品毛利率 . 26 圖表 34： 圖南股份分業務營收 . 26 圖表 35： 圖南股份分業務毛利率 . 26 圖表 36： 中航重機近幾年營收 . 27 圖表 37： 中航重機近幾年毛利率 . 27 圖表 38： 派克新材近幾年營收 . 28 圖表

15、 39： 派克新材近幾年毛利率 . 28 圖表 40： 航宇科技近幾年營收 . 28 圖表 41： 航宇科技近幾年毛利率 . 28 圖表 42： 三角防務近幾年營收 . 29 圖表 43： 三角防務近幾年毛利率 . 29 圖表 44： 航亞科技近幾年營收 . 30 圖表 45： 航亞科技近幾年毛利率 . 30 圖表 46： 應流股份近幾年營收 . 30 圖表 47： 應流股份近幾年毛利率 . 30 5 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表 48： 安吉精鑄近幾年營收 . 31 圖表 49： 安吉精鑄銷售凈利率 . 31 圖表 50： 萬航模鍛高溫合金鍛件產品 . 31

16、6 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 1 國內國內高溫合金高溫合金產業鏈產業鏈 國內國內高溫合金高溫合金產業鏈包括上游母合金冶煉、中游零部件產業鏈包括上游母合金冶煉、中游零部件毛坯件毛坯件成形成形 （包括重熔鑄造（包括重熔鑄造、 鍛造、 粉末冶金等工藝、 鍛造、 粉末冶金等工藝） 以及下游以及下游成品成品零部件零部件加工加工、 零部件零部件組裝組裝和和設備設備總裝總裝。 產業鏈上游母合金冶煉企業采購電解鎳、金屬鉻、金屬鈷等原材料， 利用真空感應爐等設備進行高溫合金熔煉形成鑄錠，供給產業鏈中游 企業。對于變形高溫合金來說，根據產業鏈中游企業需要不同，上游 企業可供給棒材、板

17、材、管材、線材等多種形式高溫合金材料。 產業鏈中游企業從事零部件毛坯件成形，加工方式包括鑄造、鍛造和 粉末冶金。航空發動機零部件中，高溫合金鑄造一般用于機匣等復雜 薄壁件和渦輪葉片的制造；高溫合金鍛造包括自由鍛、模鍛、輾環等 多種工藝，一般用于渦輪盤、渦輪軸、機匣、環形鍛件的加工；高溫 合金粉末冶金一般用于渦輪盤的制造。 產業鏈下游企業從事成品零部件加工、零部件組裝和設備總裝業務。 產業鏈下游企業對中游供給的葉片、 盤/軸類、機匣等零部件毛坯件進 行切削加工，此外，對于航空發動機渦輪葉片等熱端部件的冷卻孔道 需要采用超快激光加工。完成加工的零部件由產業鏈下游企業進行零 部件組裝和設備整機總裝。

18、 圖表1： 高溫合金產業鏈 母合金冶煉成形（鑄造、鍛造、粉末冶金）成品零部件加工、零部件組裝及設備總裝 高溫合金高溫合金鑄造鑄造 高溫合金高溫合金粉末冶金粉末冶金 粉末坯料 熱等靜壓 鎳N i 鉻Cr 鈷Co 鉬M o 鈮N b 鈦Ti 鋁Al 鐵Fe 高溫合金母合金 精密鑄件產品 高溫合金板材 高溫合金棒材 重熔鑄造 制粉 高溫合金管材 鍛造 （自由鍛、模鍛、輾環） 高溫合金環件 渦輪軸 渦輪盤 高溫合金鍛造高溫合金鍛造 航空發動機 燃氣輪機 粉末高溫合金棒材 燃燒室外機匣機加件 渦輪盤機加件 渦輪葉片加工件 上游上游中游中游下游下游 成品零部件加工成品零部件加工 零部件組裝及設備總裝零部件

19、組裝及設備總裝 原材料原材料 資料來源：圖南股份官網，鋼研高納官網，航材院官網，航宇科技官網，三角防務公告，中國航發集團官網， 中國航發燃機官網，航亞科技官網， FGH97 合金高壓渦輪盤熱等靜壓成形技術研究 ，方正證券研究所 注：圖片用于釋義，非完全列舉 以以 GH4169 合金渦輪盤為例合金渦輪盤為例，其主要生產方式為由特鋼企業進行棒材 冶煉（產業鏈上游） ，之后轉由鍛造企業鍛造成盤坯（產業鏈中游） ， 再由發動機制造企業加工成盤件（產業鏈下游） 。 7 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 產業鏈上游從事高溫合金冶煉的企業主要包括特鋼生產企業、科研院 所及相關企業、少量

20、民企等。特鋼生產企業以撫順特鋼、寶鋼特鋼、 長城特鋼等企業為代表，產品以變形高溫合金為主；科研院所及相關 企業以中科院金屬所、 北京航材院、 鋼研高納為代表， 產品覆蓋面廣、 部分企業具有生產柱晶/單晶等高溫合金的能力。民企數量較少，如圖 南股份、隆達股份等，憑借各自特色與優勢成功進入了高溫合金行業 （具體請參考高溫合金深度之二：供給篇冶煉企業數量逐漸增 多，需求驅動產能不斷提升） 。 產業鏈中游零部件毛坯件成形工藝包括鑄造、鍛造和粉末冶金等，承 擔產業鏈中游業務的企業較多。國內航空發動機主機廠從事一部分高 溫合金鑄造和鍛造業務。 此外， 從事高溫合金鑄造的企業包括航材院、 鋼研高納、中科院金

21、屬所、貴州安吉、圖南股份、應流股份和萬澤股 份等；從事高溫合金鍛造的企業包括中航重機所屬的貴州安大和陜西 宏遠、派克新材、三角防務、萬航模鍛、航宇科技和西南鋁業等。國 內從事粉末高溫合金制造的企業主要為航材院和鋼研高納。 產業鏈下游對高溫合金的需求主要來自航空發動機和燃氣輪機的制 造（具體請參考高溫合金深度之一：需求篇航空發動機和燃氣 輪機為主體，需求快速增長） 。在航空發動機領域，產業鏈下游從事 高溫合金成品零部件加工、零部件組裝及設備總裝的企業主要是中國 航發集團下屬各主機廠，此外，航亞科技等也有部分下游成品零部件 加工業務；在燃氣輪機領域，目前國產燃氣輪機特別是國產重型燃氣 輪機投入使用

22、不多，未來隨著各型號國產燃氣輪機陸續具有批產能 力，燃氣輪機制造對高溫合金的需求有望大幅提升。 圖表2： 國內高溫合金產業鏈主要企業 產業鏈產業鏈 業務業務 主要企業主要企業 上游 母合金冶煉 撫順特鋼、鋼研高納、航材院、圖南股份、中科院金屬所、隆達股份、寶鋼 特鋼、長城特鋼等 中游 鑄造 航發主機廠、航材院、鋼研高納、中科院金屬所、貴州安吉、圖南股份、應 流股份、萬澤股份等 鍛造 航發主機廠、中航重機、派克新材、三角防務、萬航模鍛、航宇科技、西南 鋁業等 粉末冶金 鋼研高納、航材院等 下游 成品零部件 航發主機廠、航亞科技等 零部件組裝及設備總裝 航發主機廠 資料來源：方正證券研究所 2 產

23、業鏈上游企業從事產業鏈上游企業從事高溫高溫合金合金冶煉冶煉 2.1 產業鏈上游企業成本構成：原材料為主要成本產業鏈上游企業成本構成：原材料為主要成本 產業鏈上游包括撫順特鋼、鋼研高納、圖南股份等企業從事高溫合金 熔煉。從事從事高溫合金高溫合金冶煉冶煉的廠商，原材料是其主要成本。的廠商，原材料是其主要成本。從近幾年數 據來看，撫順特鋼的高溫合金產品，其原材料成本占比在 85%以上； 圖南股份的變形高溫合金產品原材料成本占比 65%左右，鑄造高溫合 金母合金原材料占比 90%左右（2018 年、2019 年） ；鋼研高納原材料 在產品成本構成中所占比 60%左右。 8 國防軍工-行業深度報告 敬請

24、關注文后特別聲明與免責條款 從成本率（成本/營業收入）方面來看，撫順特鋼高溫合金產品、圖南 股份變形高溫合金產品和鑄造高溫合金母合金產品的材料成本率近 幾年在 50%-60%之間。 撫順特鋼高溫合金產品制造費用成本率低于圖 南股份變形高溫合金產品，因而有更高的毛利率。圖南股份鑄造高溫 合金母合金的制造費用成本率由 2017 年的 10.06%降低至 2019 年的 4.94%。 圖表3： 母合金冶煉企業高溫合金產品成本率 公司名稱公司名稱 產品產品 項目項目 2017 2018 2019 2020 撫順特鋼 高溫合金 材料 55.89% 55.04% 51.18% 工資 1.37% 1.14%

25、 1.25% 制造、折舊、燃 料動力 6.10% 5.84% 7.18% 毛利率毛利率 36.63% 37.98% 40.38% 圖南股份 變形高溫合金 材料 51.60% 51.50% 49.64% 工資 3.30% 3.52% 3.64% 制造費用 19.96% 22.56% 19.08% 委托加工 2.54% 3.46% 3.24% 毛利率毛利率 22.61% 18.96% 24.41% 鑄造高溫合金 母合金 材料 51.66% 60.47% 58.14% 工資 1.18% 1.09% 1.55% 制造費用 10.06% 5.04% 4.94% 毛利率毛利率 37.11% 33.40%

26、35.37% 資料來源：撫順特鋼公告，圖南股份公告，方正證券研究所 產業鏈上游企業所用原材料主要包括電解鎳、鉻、鈷、鉬等。鎳基高鎳基高 溫合金溫合金中鎳中鎳的的質量占比質量占比在在 50%以上。以上。 不同牌號高溫合金， 各元素含量 一般不同。以 GH4169 為例，鎳元素、鉻元素、鈷元素和鉬元素質量 分數分別為 53.00%、19.00%、1.00%和 3.00%。GH4141、GH4738 等 不含鐵的鎳基高溫合金中，鈷元素占比更高，例如 GH4141 的鈷元素 質量分數達 11.00%。 圖表4： 部分高溫合金材料化學成分（質量分數） 合金合金 CoCo C Cr r W W M Mo

27、o A Al l T Ti i NbNb F Fe e NiNi GH4169 1.00 19.00 - 3.00 0.50 1.10 5.20 Bal. 53.00 GH4169G - 18.77 - 3.12 0.48 1.05 5.20 Bal. 52.65 GH4141 11.00 19.00 - 10.00 1.50 3.10 - - Bal. GH4738 13.50 19.00 - 4.30 1.50 3.00 - - Bal. GH4742 10.40 14.15 - 5.03 2.51 2.56 2.62 0.53 Bal. 資料來源： 國內變形高溫合金研制進展 ，方正證券研

28、究所 電解鎳屬于國家戰略性物資，國內主要生產廠家為金川集團有限公 司、吉林吉恩鎳業股份有限公司、新疆有色金屬工業(集團)阜康冶煉 廠等少數幾家公司。金川集團在全球 30 多個國家和地區開展有色金 屬礦產資源開發合作，具備鎳 20 萬噸、鈷 1 萬噸的年生產能力。鎳 產量居世界第 4 位，鈷產量居世界第 3 位。 9 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表5： 金川集團生產的電解鎳 資料來源：金川集團官網，方正證券研究所 2.2 采用“成本加成”定價，一定程度規避原材料價格波動影響采用“成本加成”定價，一定程度規避原材料價格波動影響 產業鏈上游產業鏈上游高溫高溫合金冶煉企業

29、包括撫順特鋼、合金冶煉企業包括撫順特鋼、鋼研高納、鋼研高納、圖南股份等圖南股份等 一般采用“成本加成”方式定價。一般采用“成本加成”方式定價。高溫合金冶煉企業在訂單確認后鎖 定相應原材料價格，以原材料采購成本上浮一定比例的加工費，同時 參考市場行情、客戶的需求量、付款條件等因素作為定價基礎，從而 一定程度上規避原材料價格波動風險。 產業鏈上游企業雖然以“成本加成產業鏈上游企業雖然以“成本加成”定價”定價，但但也存在無法將原材料價也存在無法將原材料價 格上漲傳遞給下游的可能。格上漲傳遞給下游的可能。特別是對于軍品來說，軍品價格審定后， 一般在批量生產周期內基本保持穩定，因此，上游原材料價格變化對

30、 軍品業務收入的毛利率影響較為顯著。 以撫順特鋼為例以撫順特鋼為例， 高溫合金原材料高溫合金原材料價格變化價格變化公司高溫合金產品單價公司高溫合金產品單價有有 一定影響一定影響。從單價上看，從單價上看，2019 年，金屬鎳、鉻價格同比上漲，金屬鈷 價格降低 41.86%，但金屬鈷在合金中占比不大。因此，2019 年撫順 特鋼高溫合金原材料成本上漲，同時高溫合金銷售價格上漲 2.70%至 19.11 萬元/噸。2020 年，金屬鎳價格小幅下跌、金屬鈷價格小幅上漲、 金屬鉻價格降低 26.72%。因此，2020 年撫順特鋼高溫合金產品原材 料成本有所降低，但高溫合金銷售價格上漲 4.37%至 19

31、.94 萬元/噸。 圖表6： 原材料價格及撫順特鋼高溫合金產品銷量單價 類別類別 2018 年年 2019 年年 2020 年年 鎳（萬元/噸） 9.15 10.03（+9.62%） 9.97（-0.60%） 鉻（萬元/噸） 8.19 9.47（+15.63%） 6.94（-26.72%） 鈷（萬元/噸） 41.04 23.86（-41.86%） 24.01（+0.63%） 高溫合金銷量（噸） 4222 5482 5817 高溫合金營收（億元） 7.86 10.48 11.60 高溫合金銷售單價（萬元/噸） 18.61 19.11（+2.70%） 19.94（+4.37%） 資料來源：撫順特鋼

32、公告，隆達股份公告，方正證券研究所 撫順特鋼近幾年高溫合金銷量增速較快，銷售收入與原材料采購金額 上漲基本同步。2018 年、2019 年和 2020 年，撫順特鋼高溫合金產品 原材料成本分別為 4.39 億元、5.77 億元（+31.33%）和 5.94 億元 （+2.98%） 。2018 年、2019 年和 2020 年，撫順特鋼高溫合金產品營 業收入分別為 7.86 億元、10.48 億元（+33.35%）和 11.60 億元 10 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 （+10.74%） 。 2.3 從營收規模和盈利能力上看，撫順特鋼為產業鏈上游龍頭企業從營收規模和盈

33、利能力上看，撫順特鋼為產業鏈上游龍頭企業 從事高溫合金冶煉業務的上市公司有撫順特鋼、 鋼研高納、 圖南股份、 隆達股份、中科三耐和西部超導等企業。營收規模營收規模方面方面，撫順特鋼是撫順特鋼是 產業鏈上游產業鏈上游的的龍頭企業。龍頭企業。2020 年，撫順特鋼高溫合金業務營收 11.60 億元，遠超過圖南股份高溫合金業務 3.88 億元營收、隆達股份高溫合 金 1.84 億元營收、中科三耐高溫合金母合金 0.69 億元營收和西部超 導高溫合金 0.342 億元營收。 圖表7： 產業鏈上游母合金冶煉企業高溫合金營收及毛利率 公司名稱公司名稱 2 2017017 年年 2 2018018 年年 2

34、 2019019 年年 2 2020020 年年 營業收入營業收入 （億元）（億元） 毛利率毛利率 營業收入營業收入 （億元）（億元） 毛利率毛利率 營業收入營業收入 （億元）（億元） 毛利率毛利率 營業收入營業收入 （億元）（億元） 毛利率毛利率 撫順特鋼 （高溫合金業務） 7.86 36.63% 10.48 37.98% 11.60 40.38% 圖南股份 （鑄造高溫合金母合金） 0.40 37.11% 1.02 33.40% 1.09 35.37% 圖南股份 （變形高溫合金） 1.5 22.61% 1.55 18.96% 1.84 24.41% 1.88 25.65% 隆達股份 （高溫合

35、金業務） 0.35 30.80% 1.09 30.48% 1.84 28.79% 中科三耐 （高溫合金母合金） 0.22 46.02% 0.37 39.52% 0.41 0.69 41.16% 西部超導 （高溫合金業務） 0.003 27.01% 0.102 0.342 資料來源：wind，方正證券研究所 盈利能力方面，產業鏈上游企業中，撫順特鋼盈利能力最強。盈利能力方面，產業鏈上游企業中，撫順特鋼盈利能力最強。撫順特 鋼高溫合金業務近 3 年毛利率持續提升，2020 年毛利率達 40.38%， 遠高于圖南股份變形高溫合金業務的毛利率 25.65%和隆達股份高溫 合金業務的 28.79%。 此

36、外， 圖南股份鑄造高溫合金母合金業務也有較 高的毛利率，近幾年毛利率在 35%左右。 3 產業鏈產業鏈中中游游包括包括鑄造、鍛造鑄造、鍛造及粉末冶金及粉末冶金等工藝等工藝 3.1 鑄造鑄造：包括等軸晶、定向凝固柱晶和單晶三類材料：包括等軸晶、定向凝固柱晶和單晶三類材料 高溫合金精密鑄件主要用于航空發動機、燃氣輪機熱端部分的關鍵部 件，包括機匣類大型復雜薄壁結構件、渦輪轉動及導向葉片、整體葉 盤、擴壓器等。 按照凝固結晶組織不同，鑄造高溫合金分為等軸晶鑄造高溫合金、定按照凝固結晶組織不同，鑄造高溫合金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， 其使用性能和制備難度依次提向凝固

37、柱晶高溫合金和單晶高溫合金， 其使用性能和制備難度依次提 高。高。 高溫合金精密鑄造主要設備包括真空澆注爐、壓蠟機、真空熱處理爐 等。例如，圖南股份擁有多型號真空澆注爐，可批量生產澆注重量 650kg 以內、最大直徑 1500mm 的精密鑄件。 11 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 對于定向凝固柱晶鑄造來說，還需要真空感應定向凝固爐，例如鋼研 高納引進的 VIM IC 10 DS/SC 真空感應定向凝固爐真空， 由德國 ALD 公司生產，是國內最先進的大型定向凝固生產設備，可生產高度達 350mm 的定向凝固渦輪葉片。 單晶的鑄造需要在定向凝固技術基礎上增加選晶器，使單

38、獨一個晶粒 優先生長。選晶法是鎳基單晶高溫合金葉片制備中最常用的方法，螺 旋型選晶器是應用最廣泛的選晶器。 圖表8： 圖南股份精密鑄造設備 資料來源：圖南股份官網，方正證券研究所 國內從事高溫合金鑄造業務的企業主要包括中國航發集團公司下屬 鑄造廠商、航材院、鋼研高納、中科院金屬所、貴州安吉、圖南股份、 應流股份和萬澤股份等。 航材院航材院的鑄造高溫合金主要針對發動機渦輪葉片和大型、整體復雜薄 壁結構件，進行高性能定向、單晶及金屬間化合物材料的設計、研制 及其鑄造工藝技術研究。航材院的高溫合金鑄件產品包括高溫合金渦高溫合金渦 輪盤類、導向器、機匣類、等軸晶空心葉片和定向凝固空心葉片輪盤類、導向器

39、、機匣類、等軸晶空心葉片和定向凝固空心葉片等。 圖表9： 航材院鑄造高溫合金產品 高溫合金渦輪盤類鑄件 高溫合金導向器、機匣類鑄件 等軸晶空心葉片 定向凝固空心葉片 資料來源：航材院官網，方正證券研究所 鋼研高納鋼研高納的高溫合金鑄造產品包括精密鑄造產品和高溫合金葉片精密鑄造產品和高溫合金葉片。鋼 研高納擁有先進的高溫合金精密鑄件生產線，并擁有高溫合金渦輪導 向器整體精密鑄造及重型燃機用大尺寸高溫合金葉片鑄造等核心技 術。公司產品包括渦輪轉子、導向器、發動機機匣、渦輪葉片、導向 葉片等等軸晶鑄件，渦扇發動機渦輪葉片、重燃用大尺寸渦輪葉片等 定向凝固鑄件和渦輪葉片單晶鑄件等。 12 國防軍工-行

40、業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表10： 鋼研高納鑄造高溫合金葉片類產品 高溫合金定向凝固葉片 高溫合金單晶葉片 高溫合金等軸晶葉片 資料來源：鋼研高納官網，方正證券研究所 中科院金屬所中科院金屬所高溫合金研究部先后研發了系列 （等軸晶、 柱晶和單晶） 鑄造高溫合金材料。中科院金屬所控股的中科三耐主要從事耐高溫、 耐腐蝕、耐磨損高溫合金材料及其精密鑄件的開發與生產，主要產品 包括高溫合金母合金材料、中小型燃氣輪機熱端渦輪葉片、重型燃氣 輪機熱端透平葉片、航空航天發動機用渦輪葉片、増壓器葉片、玻璃 棉噴吹離心器等。 圖南股份圖南股份擁有先進的特種冶煉、精密鑄造、制管等裝備，建立了特

41、種 熔煉、鍛造、熱軋、軋拔、鑄造的全產業鏈生產流程，是國內少數能 同時批量化生產變形高溫合金、鑄造高溫合金（母合金、精密鑄件） 產品的企業之一。圖南股份的高溫合金精密鑄造產品主要應用于航空 領域。 安吉精鑄安吉精鑄是航空工業集團下屬的專業化精密鑄造企業，主要為不同類 型的飛機、航空發動機、機載設備提供各類鈦合金、鋁合金、高溫合 金、鎂合金、耐熱鋼、不銹鋼、結構鋼、銅合金和合金鑄鐵等優質鑄 件產品。公司擁有熔模精密鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、冷凝樹脂 砂鑄造、金屬鑄造等各類工藝方法，大型復雜高溫合金整體精密鑄造 技術達到國內領先水平。 應流股份應流股份計劃建成等軸晶葉片生產線、定向和單晶葉片生產

42、線、機匣 及航空結構件生產線，涉及高溫合金產品主要包括葉片、機匣及航空 結構件等。 萬澤股份萬澤股份在高溫合金業務方面，致力于研發、生產精密鑄造葉片、粉 末冶金盤件、高溫合金母合金及合金粉末等。目前，從營收上看，公 司高溫合金業務營收占比較低。2020 年，公司高溫合金業務營收 0.34 億元，占公司營收的 6.14%。 營收營收規模規模方面，方面，承擔高溫合金鑄造業務的上市公司中，鋼研高納承擔高溫合金鑄造業務的上市公司中，鋼研高納鑄造鑄造 高溫合金業務高溫合金業務營收規模最大。營收規模最大。鋼研高納鑄造高溫合金業務產品包括高 溫合金母合金、精密鑄造合金制品、高溫合金葉片、高溫合金離心鑄 管及

43、靜態鑄件等，涵蓋航空、航天、石化、冶金等行業。近幾年，鋼 研高納鑄造高溫合金業務營收規模持續增長，2020 年，鋼研高納鑄造 高溫合金業務營收 9.94 億元。 盈利能力方面，盈利能力方面，圖南股份圖南股份的的高溫合金高溫合金鑄件產品鑄件產品毛利率較高毛利率較高。圖南股份 高溫合金精密鑄件主要用于航空領域，主要規格型號產品通過前期實 驗論證長試考核后達到量產階段，盈利能力較強。 圖南股份的高溫合金鑄件產品包括了母合金冶煉和精密鑄造的生產 13 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 流程。 其中， 母合金冶煉屬于產業鏈上游而精密鑄造屬于產業鏈中游。 若按圖南股份高溫合金若按圖南

44、股份高溫合金母合金產品毛利率剔除母合金冶煉環節的影母合金產品毛利率剔除母合金冶煉環節的影 響， 圖南股份響， 圖南股份的高溫合金的高溫合金鑄造業務毛利率為鑄造業務毛利率為54.94% （2017年） 、年） 、 58.30% （2018 年）和年）和 60.87%（2019 年） 。年） 。 圖表11： 產業鏈中游高溫合金鑄造企業營收及毛利率 公司名稱公司名稱 2 2017017 年年 2 2018018 年年 2 2019019 年年 2 2020020 年年 營業收入營業收入 （億（億元）元） 毛利率毛利率 營業收入營業收入 （億億元）元） 毛利率毛利率 營業收入營業收入 （億億元）元）

45、毛利率毛利率 營業收入營業收入 （億億元）元） 毛利率毛利率 鋼研高納 （鑄造高溫合金） 2.45 25.08% 4.29 32.46% 8.99 33.32% 9.94 34.58% 圖南股份 （鑄件） 0.46 62.56% 0.61 64.69% 0.81 67.94% 中科三耐 （鑄件） 0.029 59.38% 0.052 65.22% 0.046 0.049 41.38% 安吉精鑄 3.62 4.07 凈利率 3.93% 4.49 凈利率 3.94% 4.68 凈利率 4.25% 萬澤股份 （高溫合金業務） 0.005 27.50% 0.009 0.23% 0.072 2.08%

46、0.339 23.01% 資料來源：wind，中航重機公告，方正證券研究所 3.2 鍛造鍛造：主要包括模鍛、自由鍛和輾環三類工藝：主要包括模鍛、自由鍛和輾環三類工藝 航空發動機和燃氣輪機上，高溫合金鍛件主要用于渦輪盤等盤類件、 機匣、環類件以及軸類件等。根據鍛件的尺寸和形狀、采用的工裝模根據鍛件的尺寸和形狀、采用的工裝模 具結構和鍛造設備的不同，鍛造主要分為自由鍛、模鍛、輾環。具結構和鍛造設備的不同，鍛造主要分為自由鍛、模鍛、輾環。 自由鍛自由鍛：指用簡單的通用性工具，或在鍛造設備的上、下砧之間直接 對坯料施加外力，使坯料產生變形而獲得所需的幾何形狀及內部質量 的鍛件的加工方法。自由鍛以生產批

47、量不大的鍛件為主，采用鍛錘、 液壓機等鍛造設備對坯料進行成形加工，以獲得合格鍛件。 自由自由鍛鍛件的核心件的核心制造制造設備是快鍛機。設備是快鍛機?？戾憴C一方面可以用于自由鍛件 生產，另一方面也用于模鍛的制坯。國內用于高溫合金自由鍛的快鍛 機設備包括三角防務的 31.5MN 快鍛機、派克新材的 31.5MN 快鍛機 等。 14 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表12： 派克新材 31.5MN 快鍛機 資料來源：派克新材官網，方正證券研究所 模鍛模鍛：指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件， 模鍛一般用于生產重量不大、批量較大的零件。模鍛液壓技術主要用 于

48、對尺寸大且內部微結構要求高的航空金屬部件制造，實現常規鍛 造、切削、鏜銑等加工方法難以實現的工藝要求。 大噸位模鍛液壓機是模鍛工藝的核心設備。大噸位模鍛液壓機是模鍛工藝的核心設備。我國大噸位模鍛液壓機的 裝備始于 1967 年， 由中國第一重型機器廠建造的 300MN 級模鍛液壓 機，裝備于重慶西南鋁加工廠，該設備于 1973 年投產，使用至今。 近年來，我國陸續裝備大噸位模鍛液壓機，包括萬航模鍛的 800MN 模鍛液壓機和三角防務的 400MN 模鍛液壓機。 圖表13： 萬航模鍛 800MN 模鍛液壓機 圖表14： 三角防務 400MN 模鍛液壓機 資料來源：三角防務公告，方正證券研究所 資

49、料來源：三角防務公告，方正證券研究所 輾環輾環：又稱為環形軋制，借助輾環機使環件產生連續局部塑性變形， 進而實現壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。與傳 統自由鍛、模鍛等工藝相比，輾環可大幅度降低設備噸位和投資，具 有振動沖擊小、節能節材、生產效率高、生產成本低等顯著優點，屬 于無縫環件的先進加工技術。 碾環機設備較輕、投資較低，輾環行業壁壘主要體現在技術工藝、資 質、人才、質量管理等方面。高溫合金為難變形金屬材料，鍛造過程 難點包括材料塑性差、變形抗力高、流動性差、鍛造溫度范圍窄、鍛 造過程變形難以控制、微觀組織性能難以控制等。因此，有較高的技 術工藝壁壘。在人才方面，難變形金屬

50、材料環鍛研發人員和技術工人 15 國防軍工-行業深度報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 培養一般需要 3 到 5 年時間，人才儲備也是行業重要壁壘。 圖表15： 碾環機 圖表16： 高溫合金輾環 資料來源：陜西宏遠官網，方正證券研究所 資料來源：貴州安大官網，方正證券研究所 國內從事高溫合金鍛造業務的企業除中國航發集團體系內的廠商外， 主要有中航重機所屬的貴州安大和陜西宏遠、派克新材、三角防務、 萬航模鍛、航宇科技和西南鋁業等。其中，陜西宏遠、萬航模鍛和三其中，陜西宏遠、萬航模鍛和三 角防務角防務以模鍛業務以模鍛業務為主，貴州安大為主，貴州安大、派克新材和航宇科技、派克新材和航宇科技以輾環業