高温合金行业分析报告( 37页)

---

目录

一 高温合金（superalloy）的超能力 ............ 5

1.1 什么是高温合金 .......... 5

（1）高温合金分为多个种类 ...........6

（2）多种组分相互作用形成高温性能 .....7

1.2 高温合金技术密集度高 附加值高 ..... 7

（1）产业链中参与者“三足鼎立”......8

（2）熔炼与热加工为关键工艺 ........9

（3）单晶、热障涂层、高效冷却技术为发展趋势 .......... 11

（4）高技术壁垒带来高附加值 ...... 14

1.3 航空发动机技术的加速发展对高温合金材料提出更高的性能要求 ..... 14

二 好风凭借力 ........ 16

2.1 军工现代化加速之风 ......... 16

（1）老旧军机代际、性能落后，亟需换代 ............ 17

（2）新式主战装备陆续定型，亟待放量 ........ 18

2.2 “飞发分离”与“两机”专项之风 ........... 19

三 供需缺口不断扩大 高温合金企业亟待扩产 .......... 22

3.1 下游应用领域广阔 市场空间利润巨大 ........... 22

（1）高温合金——航空航天发动机的应用 ............ 23

（2）高温合金——舰船燃气轮机的应用 ........ 25

（3）高温合金——汽车废气增压器涡轮的应用 ..... 26

（4）高温合金——原子能工业的应用 ........... 27

（5）高温合金——石油化工的应用 ....... 27

3.2 中国高温合金起步较晚 产量为明显短板 ....... 28

（1）通用电气（GE）：掌握核心技术，与下游联系紧密........ 31

（2）阿勒格尼技术（ATI）：特钢资质，专注航空领域 ........... 31

（3）精密铸件公司（PCC）：铸造业的巅峰 .......... 32

（4）ST 抚钢：特钢行业先驱，军工辐射民用 ....... 33

（5）钢研高纳：技术积淀深厚，高温合金专精 ..... 33

（6）应流股份：中国精铸龙头，立足核电航空 ..... 34

（7）万泽股份：转型新入者，产研相结合 ............ 34

3.3 质和量均存在缺口 产量难追需求 ........... 35

四 展望：行业寡头垄断属性将延续 ............ 36

风险提示 .......... 37

图表目录

图表1：高温合金具有优异的高温高强、抗热腐蚀、耐疲劳、耐氧化性能，组织结构稳定可靠 ...... 5

图表2：耐高温金属材料的分类 ...... 5

图表3：高温合金可按集体元素、成型方式、强化类型进行分类 ............ 6

图表4：不同高温合金具有不同的使用范围 ............ 6

图表5：高温合金各组分相互作用共筑耐热性能 ..... 7

图表6：高温合金产业链......... 8

图表7：中国高温合金主要企业优势产品........ 8

图表8：铸造高温合金产业链 ......... 9

图表9：粉末高温合金产业链 ......... 9

图表10：新型高温合金产业链 ....... 9

图表11：高温合金工艺流程图 ..... 10

图表12：高温合金熔炼工艺分为单炼、双联和三联 ..... 10

图表13：相较国外，中国高温合金杂质含量较高 ......... 10

图表14：不同热加工工艺各有利弊 ...... 11

图表15：Ni 基高温合金核心技术演进谱图 ........... 12

图表16：等轴晶、柱状晶、单晶的形成原理 ........ 12

图表17：定向凝固技术的机理 ..... 12

图表18：单晶高温合金加工工艺主要分为籽晶法和选晶法........... 12

图表19：不同类型的热障涂层对比 ...... 13

图表20：叶片冷却结构 ........ 13

图表21：气膜冷却发展历程 ......... 13

图表22：高温合金产量虽少，市场规模却达百亿（单位：万吨） ........ 14

图表23：高温合金占航空发动机材料成本的35% ........ 14

图表24：美国航空发动机与高温合金发展并驾齐驱 ..... 14

图表25：飞机发动机的更新换代要求涡轮前温度不断提高........... 15

图表26：单晶高温合金在涡轮叶片上的应用 ........ 15

图表27：高温合金伴随着航空发动机的更新换代不断发展........... 16

图表28：全球国防支出稳步提升（单位：百万美元） .......... 17

图表29：中国国防支出逐年创新高（单位：亿元） ..... 17

图表30：局势动荡之际，国防预算与军机量俱增（单位：万元、%） ......... 17

图表31：装备费占比提升至41%（单位：%） ............ 17

图表32：2020 年全球装备军机数量前十的国家（单位：架）...... 17

图表33：中美各机种数量都存在差距（单位：架） ..... 17

图表34：中国战斗机代系以三、四代机为主（单位：架）........... 18

图表35：美国战斗机代系以四、五代机为主（单位：架）........... 18

图表36：中美战机机型对比 ......... 18

图表37：新主战装备于16 年起陆续服役 ..... 18

图表38：2012 年以来航空发动机与燃气轮机研发政策 ........ 19

图表39：国产民用飞机多装配国外航发 ....... 20

图表40：涡扇发动机产品时间表 .......... 21

图表41：民用航空发动机市场份额被几家龙头占据 ..... 21

图表42：中国商发在研的民用航空发动机谱系..... 21

图表43：全球高温合金市场规模（单位：亿美元） ..... 22

图表44：全球高温合金消费区域分布（单位：%） ...... 22

图表45：高温合金下游应用广泛 .......... 22

图表46：高温合金55%供应于航空航天领域 ....... 23

图表47：中国高温合金军用占比高达80%........... 23

图表48：先进航空发动机中关键热端部件（红色部分）为高温合金..... 23

图表49：高温合金主要用于四大热端部件............ 23

图表50：航空发动机主要零件选材 ...... 24

图表51：2020-2029 年军用飞机需求及市场规模预测.......... 24

图表52：火箭发动机外观图 ......... 25

图表53：液体火箭发动机构造图 .......... 25

图表54：2020 年世界各国火箭发射次数（单位：次） ........ 25

图表55：中国每年航天发射次数（单位：次）..... 25

图表56：我们预计至2030 年、2050 年舰船燃气轮机用高温合金需求量约为6.2 万吨、8.3 万吨 ....... 26

图表57：中国汽车增压涡轮器高温合金每年用量达2400 吨以上（单位：吨）............ 26

图表58：2019 年全球各地区核电消费量（单位：EJ）........ 27

图表59：中国已投入运营机组及在建机组............ 27

图表60：2010-2021 中国核电设备容量（单位：万千瓦，%） ............ 27

图表61：2010-2021 年中国在建机组数（单位：座）.......... 27

图表62：陆地石油开采用高温合金（标注部分） ......... 28

图表63：海洋石油开采用高温合金（标注部分） ......... 28

图表64：乙烯裂解炉管 ........ 28

图表65：乙烯产量逐年增加（单位：万吨） ........ 28

图表66：国外高温合金行业起步早于中国30 年 .......... 29

图表67：2009 年国际高温合金生产商及其产量（单位：千吨） .......... 29

图表68：国外高温合金主要生产企业........... 29

图表69：美国高温合金生产商分布图........... 30

图表70：中国高温合金生产商分布图........... 30

图表71：GE公司航空发动机与燃气轮机两架马车并驾齐驱 ........ 31

图表72：公司航空航天与国防领域收入占比较大、略有提升（单位：%） .......... 32

图表73：公司HPMC 部门78%收入来自于航空航天和国防部门 ......... 32

图表74：PCC 公司航空板块收入占比逐年增大（单位：%） ...... 32

图表75：主要客户通用电气的各产品营收占比（单位：%）........ 32

图表76：PCC 公司的“积累客户”与“收购扩张”两步走战略 ............ 32

图表77：ST抚钢以满足国家特殊钢材料需求为己任，有丰富的承担国家重大项目的经验........... 33

图表78：钢研高纳产品及下游市场 ...... 33

图表79：应流股份增资顺利，助其扩大产能 ........ 34

图表80：万泽股份以自有资金持续投入高温合金业务 .......... 35

图表81：国产高温合金质量与国际先进水平仍有较大差距........... 35

图表82：高温合金供需缺口逐年扩大，40%以上依赖进口（单位：吨） ..... 36

图表83：2019 年中国高温合金上市企业高温合金业务营收（单位：万元） ........ 36

图表84：高温合金生产商先后启动扩产项目 ........ 36

图表85：高温合金行业壁垒主要分为五方面 ........ 37