《高温合金行业报告：变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高温合金行业报告：变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、行业深度报告 证券研究报告目 录1 高温合金：尖端工业材料 .11.1 变形高温合金.21.2 铸造高温合金.31.3 粉末高温合金.52 高温合金市场需求 .62.1 高温合金是先进发动机的基石.72.1.1 四大热端部件需求各异.72.1.2 军机与民机需求增长.82.2 燃气轮机在能源领域具有战略性地位.102.3 高端民用领域同样需要高温合金.113. 高温合金市场供给 .123.1 高温合金国产化历程.123.2 两机专项推动行业发展加速.133.2.1 两机需求情况.143.2.2 两机专项受益企业.153.3 国内市场现有供给格局.154 主要上市企业 .184.1 抚顺特钢：中
2、国特殊钢的摇篮.184.1.1 老牌国企的“浴火重生” .184.1.2 高温合金为公司未来重要业绩增长点.184.1.3 业绩稳步增长，降本提效成果显著.194.2 西部超导：超导材料排头兵，高温合金后发力.214.2.1 钛合金占领市场，高温合金成长迅速.214.2.2 规模效益显著，利润率水平不断提升.234.3 钢研高纳：品类齐全，打造世界一流平台.244.3.1 深耕六十载，产品涵盖各细分领域.244.3.2 民品子公司带来增长新动力.254.4 图南股份：母合金与精铸件核心供应商.274.4.1 军民融合，把握市场机遇.274.4.2 扩展高附加值业务，盈利能力日益提升.285 盈
3、利预测与投资建议 .306 风险提示 .30请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告 证券研究报告插图目录图 1：高温合金应用领域占比情况.1图 2：高温合金应用领域图示.1图 3：国内变形高温合金主要参与者.2图 4：不同铸造合金的承温能力.3图 5：各型号粉末高温合金的室温拉伸性能.5图 6：各型号粉末高温合金的持久性能.5图 7：2014-2020 年中国高温合金产量和需求量情况.6图 8：先进航空发动机中关键的热端承力部件（图中红色部分）全部为高温合金 .7图 9：2014-2020 年航发动力航空发动机业务收入与成本（亿元）.8图 10：2010-2021 年中国国防支
4、出预算与增长率.8图 11：全球军机数量前十国家.9图 12：西门子公司燃气轮机.10图 13：我国 2012-2020 年燃气轮机产量与需求量对比.10图 14：高温合金国产化历程.13图 15：两机专项受益行业及企业.15图 16：高温合金核心生产商 2020 年产能.16图 17：抚顺特钢发展历程.18图 18：2020 年各产品营收占比.19图 19：2020 年各产品毛利收占比.19图 20：抚顺特钢 2017-2021Q3 营收及增速.20图 21：抚顺特钢 2017-2021Q3 归母净利润及增速.20图 22：抚顺特钢 2017-2021Q3 毛利率与净利率.20图 23：抚顺
5、特钢 2017-2021Q3 期间费用率.20图 24：西部超导发展历程.21图 25：2018-2020 高温合金营收情况.22图 26：西部超导 2017-2021Q3 营收及增速.23图 27：西部超导 2017-2021Q3 归母净利润及增速.23图 28：西部超导 2017-2021Q3 毛利率与净利率.23图 29：西部超导 2017-2021Q3 期间费用率.23图 30：钢研高纳发展历程.24图 31：钢研高纳 2020 年各产品营收占比.25图 32：钢研高纳 2020 年各产品毛利率情况.25图 33：钢研高纳 2017-2021Q3 营收及增速.26图 34：钢研高纳 2
6、017-2021Q3 归母净利润及增速.26图 35：钢研高纳 2017-2021Q3 毛利率与净利率.26图 36：钢研高纳 2017-2021Q3 期间费用率.26图 37：图南股份发展历程.27图 38：图南股份 2021 上半年各产品营收占比.28图 39：图南股份铸造高温合金各部分收入占比.28图 40：图南股份 2017-2021Q3 营收及增速.29图 41：图南股份 2017-2021Q3 归母净利润及增速.29图 42：图南股份 2017-2021Q3 毛利率与净利率.29请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告 证券研究报告图 43：图南股份 2017-202
7、1Q3 期间费用率.29表格目录表 1：高温合金分类及占比.1表 2：变形高温合金代表型号及应用.2表 3：铸造高温合金代表型号及应用.4表 4：十四五期间各领域高温合金需求量测算.6表 5：未来我国航空发动机高温合金市场需求测算.9表 6：高温合金相关政策梳理.13表 7：2016-2025 全球航空发动机、燃气轮机需求情况.14表 8：高温合金核心生产商及主要产品.16表 9：高温合金核心生产商扩产计划.17表 10：抚顺特钢主要产品.19表 11：西部超导主要产品.22表 12：钢研高纳主要产品.25表 13：图南股份主要产品.27表 14：抚顺特钢、西部超导、钢研高纳、图南股份与中证军
8、工指数表现 .30表 15：高温合金覆盖股票池盈利预测与估值.30请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告 证券研究报告1 高温合金：尖端工业材料高温合金又称耐热合金或超合金，是指以铁、镍、钴为基，能在 600以上的高温下抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变，并能在较高的机械应力作用下长期工作的一种合金材料。基于以上性能特点，高温合金目前是屹立于金字塔尖的尖端工业材料，既是航空发动机热端部件、航天火箭发动机各种高温部件的关键材料，又广泛运用于工业燃气轮机、能源、化工等工业部门。图 1：高温合金应用领域占比情况图 2：高温合金应用领域图示资料来源：前瞻产业研究院，首创证券资料来源：钢研高纳招股说
9、明书，首创证券高温合金按照基体元素种类可以分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金等，其中镍基高温合金的耐热性能相对更强一些，因此其应用最为广泛，在当今生产中所占的比例高达 80%；按照制造工艺划分可以分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金。表 1：高温合金分类及占比分类方法类别比重图示变形高温合金70.0%按制造（成型）工艺铸造高温合金粉末高温合金20.0%10.0%铁基高温合金镍基高温合金钴基高温合金14.3%80.0%5.7%按合金的主要元素资料来源：高温合金的分类，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明1行业深度报告 证券研究报告1.1 变形高温合金变形高温合金是
10、指通过铸造-变形工艺生产的高温合金，可以进行冷、热变形加工，具有良好的力学性能和较好的强韧性、较高的抗氧化性能，包括盘、板、棒、丝、带、管等产品，是高温合金中市场应用最广的一类，需求占比达到了 70%。目前国内主要型号有 GH4169、GH4738、GH128、GH4065、GH4068 等。其中，GH4169 拥有“变形高温合金之王”的美称，对标的是美国的 BO7718，在 650以下的屈服强度位居变形高温合金首位，是我国用量最大、应用范围最高的高温合金品种。变形高温合金主要牌号镍含量在 50%-60%之间，GH4169 镍含量约为 53%，GH4065 镍含量约为 55.5%，GH4738
11、 镍含量约为 58.7%。表 2：变形高温合金代表型号及应用种类代表型号使用温度性能应用领域室温拉伸强度为 850MPa、屈服强度为350MPa；1000拉伸强度为 140MPa、 一般用于制作航空、航天发动机燃烧固溶强化型合金GH128900-1300延伸率为 85%,1000、30MPa应力的持久寿命为 200小时、延伸率 40%。室、机匣等部件制作涡轮盘的合金工作温度为-253700，制作叶片的合金温度可达950，要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。时效强化型合金GH4169、GH220一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件-253-950资料来源：高温合金概述，首创证券国
12、内变形高温合金领域已经形成了由研发到制品的完整产业链，生产环节涉及毛料合金熔炼、精密锻造等。图 3：国内变形高温合金主要参与者资料来源：公开资料整理，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明2行业深度报告 证券研究报告1.2 铸造高温合金铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。与变形高温合金相比合金化程度高，在热加工过程中变形困难，必须采用铸造工艺。除此之外一些形状复杂难以机械加工完成的复杂腔体、空心结构的部件，必须采用精密铸造工艺才能完成。铸造高温合金按照凝固结晶组织不同，可以分为等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金，其使用性能和制备难度依次提
13、高。从普通铸造高温合金至单晶高温合金，承温能力提升了 500。采用定向凝固技术的镍基单晶高温合金发展尤为迅速，成为航空发动机叶片的首选材料。铸造高温合金主要牌号镍含量多在 60%以上，甚至超过 70%。DD402 镍含量约为60%，K401 镍含量约为 68.9%，K403 镍含量约为 66.1%，K418 镍含量约为 73.9%。图 4：不同铸造合金的承温能力资料来源：航空发动机高温材料的研究现状及展望，首创证券等轴晶铸造高温合金可在-2351050使用，具有制造成本低、中低温力学性能优异等优点，被广泛应用于制作航空发动机扩压器和机匣等大型复杂结构件、整铸涡轮、导向器、导向和涡轮叶片及航天火
14、箭发动机涡轮泵等相关部件。K418 合金成分较简单，密度较低，在 900以下具有良好的蠕变强度、热疲劳性能和抗氧化性能，是航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等高温部件的主要用材。K438 是耐热腐蚀性能最好的铸造高温合金之一，成分和性能与国外广泛应用的IN738 相当。除具有优异的耐热腐蚀性能外，还具有中等水平的高温强度和良好的组织稳定性，广泛用于 900以下工作的长寿命的舰船和地面工业燃气轮机的涡轮工作叶片和导向叶片，也可作航空发动机的涡轮零件。定向凝固合金使合金的结晶方向平行于零件的主应力轴，基本消除了垂直于应力轴的横向晶界。其不仅具有良好的中、高温蠕变断裂强度和塑性，而且具有比原合金约高5
15、 倍的热疲劳性能，在先进航空发动机、地面燃气轮机上获得广泛应用。我国于 60 年代中期开始研究高温合金的定向凝固技术，先后自制和仿制了近十个牌号的定向凝固合金。DZ3、 DZ5 是在普通铸造高温合金的基础上采用定向凝固技术研制的，在拉伸塑形、持久强度及热疲劳寿命上都有极大提升。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明3行业深度报告 证券研究报告DZ22、DZ125、DZ17G 等是仿制合金，其中 DZ125 是当前性能水平最高的定向凝固高温合金之一，具有良好的中、高综合性能、优异的热疲劳性能，其性能水平达到甚至超过美国 PWA1422 合金。单晶高温合金是在定向凝固合金基础上发展出来的完全消
16、除晶界的合金类型，使合金热强性能提高了 30，主要用于制造航空发动机、燃气轮机热端涡轮叶片。自 20 世纪 80 年代 PWA1480 单晶高温合金成功研制和应用以来，国外相继研发了不同代次的高强单晶合金，合金承温能力以 2030 /代的速率缓慢提升，当前的承温能力达到1100。国内单晶合金已经自主研制至第三代单晶合金 DD33、DD9 以及第四代单晶合金DD91、 DD15 等 。20 世纪 80 年代初，航材院率先研制成功了第一代单晶高温合金 DD3，并在航空发动机涡轮叶片上成功应用，20 世纪 90 年代又研制出第二代单晶高温合金DD6，该合金各项性能均达到或接近国外广泛应用的第二代单晶
17、合金，DD15 合金为航材院研制第四代单晶高温合金，其持久性能优于美国的第四代单晶高温合金 EPM-102。表 3：铸造高温合金代表型号及应用类型合金牌号研制单位特点及应用K401、K403、K405、K406、K419、K825、K477、K4022北京航空材料研究院可在-2351050使用，常用于制作航空发动机扩压器和机匣等大型复杂结构件、整铸涡轮、向器、导向和涡轮叶片及航天火箭发动机涡轮泵等相关部件。K418、K418B、K423、K424、K480、K213、K4169钢铁研究总院等轴晶合金K417、K417G、K438、K441、K491、K417L中国科学院金属研究所上海钢铁研究所
18、K409、K640DZ4、DZ5、DZ22、DZ22B、DZ125北京航空材料研究院通过定向凝固技术制备出晶界平行于主应力轴从而消除有害横向晶界的柱状晶高温合金，多用于生产镍基合金柱晶涡轮叶片。定向凝固合金DZ17G、DZ40M、DZ38C、DZ125L中国科学院金属研究所DD3、DD4、DD6DD402北京航空材料研究院钢铁研究总院采用定向凝固和选晶(籽晶)技术制造的具有单一柱状晶组织的铸造高温合金。生产难度大，但可有效提升发动机叶片的服役性能。目前先进发动机涡轮叶片均采用单晶高温合金。单晶合金DD8中国科学院金属研究所资料来源：航空发动机高温材料的研究现状及展望、不锈钢及特种合金联盟，首创
19、证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明4行业深度报告 证券研究报告1.3 粉末高温合金粉末高温合金是 20 世纪 60 年代出现的新一代高温合金，是以金属粉末作为原材料，经过后续热加工处理，得到具有较高抗拉强度和良好的抗疲劳性能的合金。粉末冶金高温合金可以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。随着航空事业的飞速发展，对粉末高温合金的性能要求及量的需求也越来越大，当前国际粉末高温合金研发已经进入第四代。中国粉末高温合金的研究起步相对较晚，开始于 20 世纪 70 年代后期，国内最早开始研发粉末高温合金制品的是钢研高纳，此外还有北
20、京科技大学、航材院等几家单位，目前主要型号有 FGH95、FGH96、FGH97、FGH98 等。FGH95 是我国 20 世纪 80 年代初开始定型研制的第一种粉末高温合金，是在 650使用条件下强度水平最高的粉末冶金高温合金，可用来制造高推比新型发动机的高、低压涡轮盘、压气机盘、涡轮挡环等高温结构件。FGH96 强度较 FGH95 降低了 10%，但抗裂纹扩展能力较 FGH95 提高了一倍之多，使用温度为 750，是制备先进发动机涡轮盘等热端部件的关键材料。FGH97 合金具有高持久强度、高蠕变抗力、低裂纹扩展速率等优点，700是典型的工作温度范围，是制备先进发动机涡轮盘、轴、环类件等热端
21、部件的关键材料。粉末高温合金主要牌号镍含量多在 50%-60%之间，FGH95 镍含量为 62%， FGH96、FGH97 镍含量为 55.7%，FGH98 镍含量为 52.4%。图 5：各型号粉末高温合金的室温拉伸性能图 6：各型号粉末高温合金的持久性能资料来源：粉末高温合金研究进展，首创证券资料来源：粉末高温合金研究进展，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明5行业深度报告 证券研究报告2 高温合金市场需求高温合金材料最初主要应用于航空航天领域，是航空发动机首选材料。随着技术的发展和产量的提升，高温合金耐高温耐腐蚀的特点使其在柴油机和内燃机涡轮增压、燃气轮机、能源动力、石油化工
22、、玻璃建材等民用工业中逐步广泛应用。根据中国特钢企业协会统计数据，2014-2020 年我国高温合金需求量呈现快速增长趋势，产量与需求量的年复合增速在 17%左右。2020 年国内高温合金产量 3.3 万吨、需求量约为 5.3 万吨，供需缺口达 2 万吨。图 7：2014-2020年中国高温合金产量和需求量情况资料来源：中国特钢企业协会，首创证券军、民用航空发动机为主要需求来源，其他各领域需求也均旺盛。根据图南股份招股书对十四五期间我国军机列装与更新需求及其他应用领域综合预测，预估十四五期间我国高温合金年平均需求量达 8.35 万吨。表 4：十四五期间各领域高温合金需求量测算领域新增量单位用量
23、年需求量（吨）26264未来 15年增加 1751架军用飞机军用航空发动机未来 5 年舰船燃气轮机需求量 616 台单台燃气轮机需要 33吨燃气轮机民用航空发动机核电建设4,10736848未来 15年增加 4913架民用飞机平均每年建成 6000兆瓦核电机组一座 100万千瓦的核电机组消耗 500吨3,000每万辆汽车需要 4.2吨汽车制造领域2020年新增 3126万辆每年发射 20次13,129每枚火箭需要 9.6万吨航天发动机总计19283,540资料来源：图南股份招股说明书，中国商飞公司市场预测年报 2020-2039，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明6行业深度报告
24、 证券研究报告2.1 高温合金是先进发动机的基石2.1.1 四大热端部件需求各异航空发动机被称为“工业之花”，是航空工业中技术含量最高、难度最大的部件之一。高温合金材料是制造航空发动机热端部件的关键材料，发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平，因此被誉为“先进发动机基石”。高温合金在现代航空发动机中用量占发动机总重量的 40%60%，主要用于四大热端部件：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。燃烧室所采用的高温合金主要为变形高温合金。燃烧室是动力机械能源的发源地，产生的燃气温度在 15002000C 之间，因此材料需要耐高温，还要
25、具有抗氧化性能、抗热腐蚀性能和良好的冷热疲劳性能。国外用作燃烧室的高温合金有 Haynes188 钴基高温合金（三代战斗机 F100） 、 HastelloyX 镍基高温合金（三代战斗机 F110、 F404 和 F414） 、新的燃烧室结构（四代战斗机 F119 和 F135 采用浮动壁结构、F136 发动机采用 Lamilloy结构）和涂敷热障涂层的高温合金（五代战斗机），国内的主要有 GH4169 和 GH141。图 8：先进航空发动机中关键的热端承力部件（图中红色部分）全部为高温合金资料来源：图南合金招股说明书，首创证券导向器的主要材料为铸造高温合金。导向器是涡轮发动机上受热冲击最大的
26、零件之一，材料工作温度最高可达 1100C 以上，但由于它是静止的叶片承受的机械负荷不大。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。根据其工作条件，要求材料具有足够的持久强度及良好的热疲劳性能。导向器的主要材料为铸造高温合金，常用 IN718C、PWA1472、 Rene220、 R55等型号高温合金。我国中科院金属研究所研制的 K417G 已成功用于制作太行发动机低压一、二级涡轮导向器叶片。粉末高温合金是现代高性能发动机涡轮盘的必选材料。涡轮盘在四大热端部件中所占质量最大。工作中受热不均，轮缘温度达 550-750C，而轮心温度只有
27、300C 左右。榫齿部位承受最大的离心力，所受的应力更为复杂。为此要求涡轮盘材料具有高屈服强度和蠕变强度、良好的抗机械疲劳性能和较小的线膨胀系数等。用于涡轮盘制造的材料主要是粉末冶金高温合金，例如 IN100 粉末高温合金（F100 发动机）和中国常用的FGH95、GFH96、FGH97、FGH98、FGH91 合金。涡轮叶片首选单晶高温合金。涡轮叶片是航空发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件。其结构与材料的不断改进成为航空发动机性能提升的关键因素之一。常用第三代单晶高温合金 CMSX-10，第四代单晶高温合金 EPM-102，近年来日本又相继成功的研制出承温能力更高的第四、五、六代单晶合金
28、 TMS-138，TMS-162，TMS-238 等，我国自主研发的第三代 DD9 主要应用于太行改进型发动机的叶片制造。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明7行业深度报告 证券研究报告2.1.2 军机与民机需求增长航空发动机领域对高温合金的需求分为军用市场和民用市场。随着国家对航空发动机自主研发的力度加大以及“两机”重大专项、“飞发分离”等政策的落实，产业发展日渐加速。航发动力作为我国航空发动机唯一总装单位，航空发动机制造业务营业收入由 2014 年的 150 亿元增加至 2020 年的 262 亿元，年复合增速在 9.7%、2020 年增速达18.8%。以航发动力 2020 年航空发
29、动机制造营业成本 223 亿元计算，原材料成本约占全部营业成本的 50%、其中高温合金占原材料成本的 40%左右，推算航发产生的高温合金需求约为 44.6 亿元。图 9：2014-2020 年航发动力航空发动机业务收入与成本（亿元）资料来源：Wind，首创证券军费持续增长推动订单放量、技术更新。根据中国财政部在全国人大会议上提交的政府预算草案报告，中国今年的国防支出预算比 2021 年增长 7.1，增幅比去年上调 0.3个百分点。2016 年至 2021 年，我国国防费预算增幅分别为 7.6%、7%、8.1%、7.5%、6.6%和 6.8%。根据国防部介绍，我国军费主要用于：稳步推进武器装备现
30、代化建设和“十三五”规划明确的重大工程、重点项目建设，淘汰更新部分落后装备，升级改造部分老旧装备等四个方面。随着军用飞机采购提速及航空发动机订单放量，国产高温合金需求强劲。图 10：2010-2021年中国国防支出预算与增长率资料来源：财政部，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明8行业深度报告 证券研究报告我国军机数量及代次与发达国家差距较大，先进装备更新需求迫切。根据 Flightglobal 发布的数据，美国现役军机总数 13246 架、俄罗斯 4173 架、中国 3285 架，美军机数量约为中国的 4 倍。从结构上看，中国老旧型号战机的占比较高，军机补短板列装及升级换装的需
31、求巨大。我国 2018 年军机数量 3187 架，相比 2011 年增加 589 架，年复合年增长率为 2.96%，若保持该复合年增长率，预计未来 15 年我国将新增军用飞机数量达 1751 架。基于现有及新增军用飞机单发和双发数量比例为 1:1 的基本假设估计，同时考虑维修、备用等因素，未来 15 年我国将新增军用航空发动机数量达 10506 台，预计年新增高温合金原材料需求量约 26264 吨。图 11：全球军机数量前十国家资料来源：WorldAirForces2022，首创证券未来 10-20 年民航需求也将大力拉动高温合金需求。根据波音公司发布的中国市场展望报告，中国民航机队规模在 2
32、034 年将扩大至 7210 架。截至 2017 年底，通用航空企业在册航空器总数达到 2297 架。未来中国将增加 4913 架民用飞机，目前主流民用飞机配备的发动机数量为 24 台，假设平均每架民航飞机配备 3 台发动机，未来将新增14739 台发动机，平均每年新增高温合金需求 36848 吨左右。根据西部超导招股书预测，未来十年中国军用航空发动机牵引高温合金的需求量为6.03 亿美元，未来二十年我国在民用（含通航）航空发动机领域高温合金需求超 36.69亿美元。表 5：未来我国航空发动机高温合金市场需求测算总价值（亿美元）发动机总价值(亿美元）发动机年均价值（亿美元）高温合金年均需求（亿
33、美元）交付总数（架）发动机价值占比高温合金价值占比年限军用航空发动机民用航空发动机通用航空飞行架3353510567102033.5175.528.356.03900813000210018%27%36.6960000资料来源：西部超导招股说明书，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明9行业深度报告 证券研究报告2.2 燃气轮机在能源领域具有战略性地位燃气轮机装置是一种以空气及燃气为介质的旋转式热力发动机，其结构及原理与航空发动机类似，同样高温合金在燃气轮机上的质量占比也为 40%60%。燃气轮机是一个涉及国家能源的战略性产业，它不仅是国防装备中极其关键的设备，而且在电力、能源开采
34、和输送、分布式能源系统等领域中也有着不可替代的战略地位。基于燃气轮机的重要地位，发达国家高度重视燃气轮机的发展，目前行业主要由美国GE、日本三菱重工、德国西门子等少数几家公司垄断。当前我国燃气轮机整体水平与国际先进水平相差很大，总体水平落后 2030 年。发展燃气轮机对我国先进制造业和先进能源技术的研究至关重要，而其中研究单晶合金、超级冷却叶片、热障涂层(TBC)、抗氧化和热蚀的涂层等高温合金技术是发展燃气轮机很重要的一部分。图 12：西门子公司燃气轮机资料来源：西门子公司官网，首创证券燃气轮机大规模应用为高温合金行业带来广阔的市场前景。燃气轮机是我国“两机”重大专项的重点发展方向之一，我国新
35、世纪四大工程中“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”等三大工程均需要大量 30 兆瓦级工业型燃气轮机，同时我国舰船制造业的快速发展需要大量 30 兆瓦级舰船燃气轮机。图 13：我国 2012-2020 年燃气轮机产量与需求量对比资料来源：中国机械工业联合会，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明10行业深度报告 证券研究报告2.3 高端民用领域同样需要高温合金随着高温合金性能的不断提升，其应用面逐渐扩大，特别是耐高温耐腐蚀合金在电力、机械制造、石油化等行业的应用有明显的进展，此外还延展至玻璃制造、医疗器械等领域，民用高温合金的市场需求同样旺盛，市场发展前景广阔。电力领域中，煤电和
36、核电的发展都需要高温结构材料作为支撑。煤电方面，超高压蒸汽参数机组、过热器和再热器等部分对材料的耐高温、耐压、抗蠕变性能等要求较高，高温合金是其关键性材料。目前，我国火电主锅炉过热器管材主要是铁基高温合金GH2948。机械制造方面主要是汽车制造和柴油发动机，汽车涡轮增压器、发动机排气管、内燃机的阀座、镶块、进气阀、密封弹簧、火花塞、螺栓以及热发生器等装置零部件需要高的高温力学性能，这些部分是高温合金的重要应用领域，其中汽车涡轮增压器又是最主要的车用高温合金应用领域，目前国内大量使用的增压涡轮材料是自行研制的 K213、K418、K419 和 K4002 等铸造高温合金。石化工业设备因操作条件苛
37、刻，特别是压力容器、管线、管件、阀门等需大量使用铁基和镍基合金材料，主要使用牌号有 IN718、GH2747 等。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明11行业深度报告 证券研究报告3. 高温合金市场供给我国高温合金研发起步较晚，整体技术开发水平与美、俄等强国仍有较大差距，并且国内生产能力不足，高端品种尚未实现自主可控，供需缺口较大，未来发展及进口替代前景广阔。2020 年我国高温合金需求量约 5.3 万吨，而产能仅有 3.3 万吨，供不应求问题显著。根据智研咨询数据，目前国内军用航空发动机高温合金约有 40%依赖进口，整个行业进口依赖度将近 50%，无论是政府还是高温合金企业都迫切想要摆
38、脱“卡脖子”问题。高温合金广泛的应用领域使其具有重要的战略意义，国家对高温合金产业的发展极为重视，长期以来大量政策都涉及到对高温合金的战略规划，尤其是“十三五”期间，全面启动“两机专项”（航空发动机和燃气轮机），要求推动大型客机发动机、先进直升机发动机、重型燃气轮机等产品研制，初步建立航空发动机和燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系，进一步奠定了高温合金在尖端材料中的特殊地位。“十三五”材料领域科技创新专项规划提出，加强我国材料体系的建设，大力发展高性能碳纤维与复合材料、高温合金、军工新材料、第三代半导体材料、新型显示技术、特种合金和稀土新材料等，满足我国重大工程与国防建设的材
39、料需求。初步建立我国自主的基础材料与新材料体系，关键材料的自给率超过 80%。新进入壁垒高，行业格局较稳定，产能增速较为缓慢。高温合金行业由于涉及国家战略，又受技术壁垒高、认证周期长、资金需求大等因素影响，近年来虽有一些厂商进入，但是还需要通过各项认证以及质量检测，需要较长的周期才可能影响当前格局，目前产量增长主要靠现有厂商扩展。3.1 高温合金国产化历程我国从 1956 年冶炼出第一炉高温合金，60 多年来，我国高温合金从无到有，从仿制到创新，从低级到高级，形成了具有中国特色的完整的高温合金体系，保证了我国航空航天发动机及燃气轮机所需高温合金材料完全立足于国内，也为其它工业部门的发展提供了需
40、要的高温材料。根据我国高温合金的发展与创新，我国高温合金发展从仿制苏联欧美到自主创新，可以分为三个阶段：第一阶段从 1956 年至 1970 年，是我国高温合金的创业和起始阶段。当时的国际形势要求我国必须独立自主地研制和生产主要歼击机发动机 WP-5、WP-6、WP-7 和 WP-8 等所需的高温合金材料。本阶段的主要成果是仿制前苏联高温合金为主体的合金系列，例如 GH4033、GH4037、GH4049、GH2036、GH3030、K403、K406 等，同时还特别针对我国缺少镍、铬资源的情况，研制出一批铁镍基高温合金，如 GH4033(GH2135)、GH4037(GH2130、GH230
41、2)等。第二阶段从 20 世纪 70 年代到 90 年代中期，是我国高温合金的提高阶段。随着试制和生产一些仿欧美型号的航空发动机，引进了一系列欧美体系的合金，特别是在 WS-9、WZ-6、WZ-8 等发动机所需高温合金材料的研制中，全面引进欧美技术。这一阶段不但研制成功一系列新的合金，包括高性能变形合金、铸造合金、定向凝固及单晶合金，更重要的是使我国高温合金的生产工艺技术和产品质量控制等方面上了一个新台阶，基本达到或接近西方工业发达国家的水平。第三阶段从 20 世纪 90 年代中至今，是我国高温合金的新发展阶段。该阶段随着WP-14、WS-9、WS-10 等新型先进航空发动机的设计、研制和生产
42、，要求并成功研制出一系列高性能的新材料，例如粉末涡轮盘材料 FGH4095 和 FGH4096，第一代、第二代单晶高温合金 DD402、DD408、DD406 等。与此同时，我国主要生产品种 GH4169 盘件请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明12行业深度报告 证券研究报告的生产有了进一步发展。图 14：高温合金国产化历程资料来源：我国高温合金的发展与创新，首创证券目前我国已经形成了比较完整的高温合金体系，部分产品已实现了进口替代。但由于研究起步晚，整体技术水平还落后于国际先进水平。近年来各企业及研究单位积极进行高性能高温合金的工程化研究，并逐步突破技术瓶颈，取得了可观的成果，例如：图
43、南股份的高温合金真空浇铸技术、高温合金真空冶炼复合脱 S 工艺技术等。以这些技术为基础的产品性能和组织已达到国内先进水平，具备替代进口产品的基础。由于美国禁止高级高温合金材料出口，国产航空发动机高温合金制品均为自产。21世纪初以来，为了满足国产先进航空发动机的性能要求，我国自主研发了多种新型高温合金，包括第三代单晶高温合金 DD9、新一代 600高温钛合金 TA29、优质 GH4738合金等。3.2 两机专项推动行业发展加速“两机专项”加速航空发动机和燃气轮机发展，上游高温合金受益。2016 年 11 月24 日，全国工业和信息化创新大会上全面启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项（“两机专项”
44、），国家将投入千亿资金，旨在突破“两机”关键技术。高温合金作为两机中占比超过 50%的重要材料，也将迎来巨大的需求增长空间和进口替代空间。自“两机专项”后，大量聚焦于航空发动机和高温合金的鼓励政策集中出台，有利于技术进一步发展，并加快产能扩张步伐。表 6：高温合金相关政策梳理政策法规/会议名称时间主要内容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，加快在高温合金、高性能纤维材料、电子封装材料等领域实现突破。2020年 9 月制定铝合金、高温合金、不锈钢、金属网化合物等金属材料及其复合材料的标准，明确专用材料的品质指标
45、，提升性能稳定性等要求。增材制造标准领航行动计划2020年 3 月（2020-2022年）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及控制系统。产业结构调整指导目录2019年 10月2018年 5 月2018年工业转型升级资金工作指南关键基础材料重点支持航空航天标准件高温合金材料等。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明13行业深度报告 证券研究报告增强制造业三年行动计划关键技术产业化实施方案2017年 12月2017年 12月重点发展发动机用高温合金材料等新材料。在关键领域建立国家新材料生产应用示范平台，旨在构建上下游有效协同的新机制、新体制、新体系，填补生产应用
46、衔接空缺，缩短开发应用周期，实现新材料与终端产品同步设计、系统验证。国家新材料生产应用示范平台建设方案“十三五”材料领域科技创新专项规划2017年 4 月2016年 12月加强我国材料体系的建设，大力发展高温合金、军工新材料等。开展高温合金及复杂结构叶片材料设计及制造工艺攻关，满足航空发动机的应用需求。以高温合金等材料市场潜力巨大、产业化条件完备的新材料品种组织开展应用示范。新材料产业发展指南全面实施“两机专项”，建立我国两机动力行业的自主创新能力体系，把我国航空发动机和燃气轮机行业打造成具有国际竞争力的战略性高技术产业。全国工业和信息化创新大会、“两机专项”2016年 11月2016年 3
47、月2015年十三五规划公布百大工程项目草案，航空发动机及燃气轮机排第一。重点实施五大工程，关注十大领域。五大工程中有三大涉及高温合金，十大领域中航空航天装备、电力设备及新材料也涉及高温合金。中国制造 2025资料来源：工业和信息化部，公开资料整理，首创证券3.2.1 两机需求情况“两机专项”属于国家科技重大专项，国家设立“两机专项”目的是通过重点型号自主研制，建立我国两机动力行业的自主创新能力体系，把我国航空发动机和燃气轮机行业打造成具有国际竞争力的战略性高技术产业，以满足我国航空、能源和电力工业对高性能动力装备的需求。航空发动机专项方面，将重点聚焦涡扇、涡喷发动机领域，同时兼顾有一定市场需求
48、的涡轴、涡桨和活塞发动机领域；燃气轮机专项的主要目标为 2020 年实现 F 级300MW 燃机自主研制，2030 年实现 H 级 400MW 燃机自主研制。从 2016-2025 年，全球市场对航空发动机需求旺盛，航空发动机方面需求总价值总高达 4530 亿美元，燃气轮机被广泛应用于电力、船舶、制造业等众多领域，同样有广阔的前景，未来需求高达 7700 亿美元。表 7：2016-2025全球航空发动机、燃气轮机需求情况领域细分涡扇、涡喷发动机涡轴发动机涡桨发动机活塞发动机能源电力需求量（万台）总价值（亿美元）7.363.41.63.34160190航空发动机燃气轮机1503050002700
49、舰船动力资料来源：图南股份招股说明书，公开资料，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明14行业深度报告 证券研究报告3.2.2 两机专项受益企业“两机专项”的推出将从根本上解决长期困扰我国航空发动机与燃气轮机产业的投入不足问题，在型号、装备研制经费之外提供丰裕的课题与项目研究资金，为我国两机产业发展注入强劲动力，并给航空发动机和燃气轮机产业链带来巨大市场机遇，作为重要原材料的高温合金行业市场前景更是巨大。航空发动机是飞机的心脏，其产业链主要有原材料、零部件、叶片、动力控制系统几部分，尤其在我国高端合金材料与欧美等先进国家仍有较大差距的背景下，原材料将是“两机专项”的重要投入方向。燃
50、气轮机主要的研制力量分别来自中国航发、船舶、机械等工业部门和科研院所，相关研制企业也将同时受益。图 15：两机专项受益行业及企业资料来源：图南股份招股说明书，公司资料整理，首创证券3.3 国内市场现有供给格局国内企业间竞合为主，基本上以实现技术创新、扩大产能、满足市场需求为目标共同发展。国内各企业业务形态不一，且整体技术水平较国际先进水平有一定差距，故直接竞争较少。国内目前高温合金参与生产可分为三类：第一类是以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢为代表的特钢厂。生产设备齐全、经验丰富，布局了多种金属材料产线，其中以变形高温合金为主。第二类是以钢研高纳、航材院、中科院金属所为代表的科研单位。科研单位较早
51、地参与到了我国高温合金体系的建设当中，主要负责先进高温合金材料和生产工艺的研究与生产，掌握着行业前沿生产技术和工艺。第三类是以图南股份、西部超导为代表的新兴企业。这类企业在“两机专项”政策出台前后进入高温合金赛道，由于起步时间较晚，技术积累相对薄弱，但均在积极推进“两机专项”项目建设进行产能扩张。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明15行业深度报告 证券研究报告表 8：高温合金核心生产商及主要产品公司/研究院名称概况主要产品航材院隶属于中国航空工业集团公司，创建于 1956年，是中国航空工业唯一的材料研究机构，是国内最大的材料工程研究中心之一。北京航材院铸造高温母合金钢研总院创建于 19
52、52年，是国内冶金行业最大的综合性研发机构；钢研总院/钢研高纳钢研集团旗下新材料产业的主要生产地，产品定位在高端和新型高温合金领域。铸造高温母合金、精密铸件及变形高温合金中科院金属所成立于 1953年，以高性能金属材料、新型无机非金属材料和先进复合材料等为主要研究对象；中科院金属所/中科三耐中科三耐主要从事耐高温、耐腐蚀、耐磨损高温合金材料及其精密铸件的研究与生产。抚顺特钢始建于 1937年，是我国大型特殊钢重点企业和军工材料研发及生抚顺特钢宝钢特钢产基地，以特殊钢和合金材料的研发制造为主营业务。宝钢特钢是由宝钢股份收购的上海五钢核心资产组建而成，目前在大型高温合金盘锻件等方面有着突出的技术能
53、力。变形高温合金、特种不锈钢长城特钢始建于 1965年，是我国重点特殊钢科研生产基地，2004 年与攀钢集团重组。拥有生产纳米级钢、核能用高纯钢、高温合金及耐腐蚀合金宽模具扁钢等多项专有技术。长城特钢图南股份成立于 1991年 5 月，专注于高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料及其制品的研发、生产和销售。铸造高温合金及制件、变形高温合金管/棒材图南股份西部超导高端钛合金、超导材料、变形高温合金母合金及其制件主要从事高端钛合金材料、超导产品和高性能高温合金材料的研发、生产和销售。资料来源：公司公告，首创证券供需缺口进一步扩大，行业有望持续高景气。2020 年国内高温合金总产能为 3.3 万吨，其
54、中核心生产商产能合计 1.7 万吨，高温合金需求 5.3 万吨，供需缺口为 2 万吨。根据需求端综合测算，十四五期间我国高温合金年需求量将达到 8.3 万吨，按照 2020 年产能估计，未来年均供需缺口为 5 万吨左右。图 16：高温合金核心生产商 2020年产能资料来源：各公司年报，前瞻研究院，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明16行业深度报告 证券研究报告核心生产商中，第一梯队主要以抚顺特钢、钢研高纳及图南股份为代表。其中抚顺特钢目前的产能最高，也是国内的变形高温合金龙头；钢研高纳在新型高温合金领域拥有较高的市场份额；图南股份铸造高温合金精铸件近年营收比重不断扩大。面对日益
55、增长的高温合金需求，国内主要高温合金上市公司积极布局并实施产能提升计划，预计带来 1.2 万吨/年的供给增量。表 9：高温合金核心生产商扩产计划预计新增产能公司2020年产能扩产项目新增设备预计投产时间均质高强度大规格高温合金、超高强度钢工程化建设项目，项目金额 2.8亿元新建一台 30吨真空感应炉和一台30吨真空自耗炉及其附属设施2022年 6 月锻造厂新建 70MN 快锻机技术改造工程，项目金额 2.5亿元新建一台 70MN快锻机、60吨操作机、20吨无轨车2022年初新建一台 12吨真空感应炉和一台200kg真空感应炉及其附属设施；新建四台 12吨真空自耗炉和 2022年下半年抚顺特钢5
56、,483高温合金、高强钢产业化技术改造项目（1 期），项目金额2.6亿元7000吨一台 6 吨真空自耗炉及其附属设施公司新建项目具体内容包括锻造锻造厂新建 22MN 精锻机生产线及附属设施，项目金额 6.41亿元厂新建 22MN 精锻机生产线及附属设施；实林公司新建高合金小棒材生产线及附属设施2023 年下半年年产 1000吨超纯净高性能高温合金材料项目，1.8亿元，其中 新建生产厂房一座，新建两条生350吨铸造高温合金、650吨变 产线形高温合金。2022年 7 月2022年 7 月2023年 1 月1000吨3300件2500吨图南股份2,350年产 3300件航空用复杂薄壁高温合金结构件
57、建设项目，2.58亿元。发动机用高性能高温合金材料真空自耗电弧炉、 智能布料系及粉末盘项，项目金额 5.08亿统、真空感应熔炼炉、高温合金元，其中 1900吨镍基高温合热变形快锻机组金、600吨粉末高温合金西部超导331航空航天用高性能金属材料产业化项目，新增钛合金产品产能 5050 吨，高温合金产能1,500 吨2024年1500吨资料来源：公开资料整理，首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明17行业深度报告 证券研究报告4 主要上市企业4.1 抚顺特钢：中国特殊钢的摇篮抚顺特钢是我国军民用特殊钢材核心生产单位，公司以研发生产“高、精、尖、奇、难、缺、特、新”产品引领我国特殊钢材
58、料发展，被誉为“中国特殊钢的摇篮”。同时公司也拉开了我国高温合金产业从无到有，从低级到高级，从仿制到独立创新的序幕，是目前国内高温合金的龙头企业。公司始建于 1937 年，是我国最早的特殊钢企之一，在我国冶金史上创造了诸多的第一：生产了新中国第一炉高速钢 、第一炉奥氏体不锈钢、第一炉超高强度钢 、第一炉高温合金、第一炉超低碳不锈钢等，也为我国第一颗原子弹、第一颗氢弹、第一颗人造卫星的研制提供了重要原材料。国庆五十周年，天安门广场大阅兵展示的新式武器上所使用的特殊钢新材料中，80%以上由抚顺特钢提供。近年来，集团公司与航天科技集团等多家重要军工企业在特殊钢研发生产方面展开密切合作，形成了国防工业
59、与特钢企业的强强联合。为了迎合行业发展机遇，保持行业龙头地位，公司近年来陆续规划并落地实施多项扩产和技术改造项目，聚焦生产效率提升产品结构转型，以更好的服务我国航空、航天及能源动力燃机领域对高温合金、超高强度钢等原材料需求。4.1.1 老牌国企的“浴火重生”抚顺特钢 2000 年于上交所上市，2003 年 1 月与大连钢铁集团组建为辽宁特钢集团，2004 年 9 月与北满特钢集团重组为东北特钢集团，2017 年东北特钢集团实施了混合所有制改革，江苏沙钢集团成为东北特钢集团的控股股东，2018 年因财务指标涉及退市风险警示的情形，被实施退市风险警示，2019 年引入江苏沙钢集团，开启了相融发展、
60、创新发展的改革序幕。公司经营理念、薪酬分配、机构设置、人才使用、购销模式、技改建设、降本增效等方面发生前所未有的变革，经营管理水平全面提升，并且在短期内迅速扭亏为盈，2021 年 4 月成功摘帽。图 17：抚顺特钢发展历程资料来源：公司官网，wind，首创证券4.1.2 高温合金为公司未来重要业绩增长点抚顺特钢始终坚持“特钢更特”的发展理念，多年生产研发形成高温合金、超高强度钢、高档工模具钢和特冶不锈钢四大核心产品，即“三高一特”，在国内特钢行业具有一定优势。此外还有高速工具钢、汽车钢、高档机械用钢、钛合金、轴承钢等重点产品在内的 5400 多个牌号的特殊钢材料。公司产品面向军用、民用两大市场
61、，广泛应用于国防军工、航空航天、能源电力、石油化工、交通运输、机械机电、环保节能等领域。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明18行业深度报告 证券研究报告表 10：抚顺特钢主要产品产品名称主要类型/应用领域高温合金系列航空、航天、舰船、能源、电力、汽轮机、石油石化超高强度钢系列低合金超高强度钢、防弹钢板、马氏体时效钢、高合金超高强度钢航空、航天、核能、火电用不锈钢及耐热钢、石油石化、气阀、交通运输、纺织机械、锅炉管道、医疗（手术器械、器具，人体植入支架）不锈钢系列钛合金系列航空、航天、潜艇及常规兵器、化工、汽车及能源等、医疗及日常生活（人体关节、手术器具、高尔夫球杆）以汽车钢为主打产品，
62、主要用于制作乘用车齿轮、商用车齿轮、胀断连杆、曲轴、减速机、风电增速机，同时应用于石油石化和煤机等行业合金结构钢轴承钢系列汽车及铁路、风电、军甲、航空发动机、工业等资料来源：公司官网，首创证券公司的高温合金产品以变形高温合金为主，涵盖锻材、锻件、轧材、冷热轧板材、冷拔材等 800 多种规格，主要应用于我国航空航天、核电领域，具体用于多种型号航空发动机的叶片、涡轮盘、机匣、燃烧室以及多种型号火箭、导弹用动力装置、发动机的热端部件。目前，抚顺特钢的高温合金在航空航天市场占有率高达 80%以上。高温合金作为抚顺特钢主要的盈利来源，是公司未来的重要业绩增长点。2020 年，高温合金收入占公司主营收入的
63、 19%，仅低于合金结构钢，但高温合金的毛利占比为33.97%，毛利率为 40.38%，是公司毛利率最高的产品。未来随着我国装备制造业、新能源产业、航空、航天、军工等高端制造业快速发展，对上游的高温合金需求将会持续增多，作为龙头的抚顺特钢也会迎来更大机遇，并且在技术项目改造过程中在实现材料升级、产能增加以及进口替代上也是指日可待。图 18：2020年各产品营收占比图 19：2020年各产品毛利收占比资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券4.1.3 业绩稳步增长，降本提效成果显著2017 年沙钢入主公司后，业务持续好转，营收利润双修复。2018 年实现营收 58.5亿元，同比增
64、加 17.3%，之后保持稳中有升的态势，2020 年在疫情影响下依然有 9.3%的增长率。2021Q3 营收 55.7 亿元，同比大幅增长 18.1%。2018 年归母净利润也大幅提升，主要是重整收益影响，公司因实施重整豁免的债务及产生的净收益 28.26 亿元计入 2018 年度相关财务数据，2019 年之后恢复常态且快速增长，据公司公告预计 2021 年归母净利润为 7.288.25 亿元，同比去年增长31.98%47.74%。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明19行业深度报告 证券研究报告图 20：抚顺特钢 2017-2021Q3 营收及增速图 21：抚顺特钢 2017-2021
65、Q3 归母净利润及增速资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券全力推进生产组织调整及工艺优化，降本增效成果显著，盈利能力不断提升。公司2019 年销售毛利率为 16.6%，较 2018 年提升 2.1%，主要源于当年公司重点围绕改善盈利能力开展技术和市场开发，将高毛利产品开发销售放在首位。2020 年毛利率更是增加了近 6%至 22%。销售净利率在从 2019 年的 5.3%提升至 2021Q3 的 12.3%。新管理层以技术研发、成本控制为支撑开展经营工作，期间费用逐年降低，研发支出呈增长态势。2019 年，公司引入沙钢集团先进高效管理机制，经营管理水平的全面提升。一方面，管
66、理费用、销售费用得到控制，财务费用在 2019 年得益于债务调整，大幅下降 2.3 亿；另一方面从 2018 年起加大研发投入，专注于航空、航天、核能、模具、机械、汽车等行业用高端合金和特殊钢新材料研发与创新。2018 年研发支出 2.88 亿，同比增加 57.40%，2020 年 4.07 亿，研发费用率高达 6.5%。近年来新能源汽车、风电、光电等新兴领域也是公司重点开发对象。图 22：抚顺特钢 2017-2021Q3 毛利率与净利率图 23：抚顺特钢 2017-2021Q3 期间费用率资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券抚顺特钢作为老牌钢企，经过八十多年来的艰辛探索所
67、形成的的高技术壁垒、强规模效应以及紧密的客户粘性几乎无可替代。公司积极进行的技术改造、产品转型，也是强化公司在特钢行业的领先地位的有效手段。“十四五期间”也正是我国军备大量列装和换代的红利期，对高温合金等材料的需求更为迫切，作为重要供应商的抚顺特钢，将拥有更大的增长空间和更强议价能力。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明20行业深度报告 证券研究报告4.2 西部超导：超导材料排头兵，高温合金后发力西部超导是我国高端钛材及超导材料研制生产龙头企业，也是高性能高温合金的新兴供应商。公司作为我国航空用钛合金棒材的主要研发生产基地，创造了两个“唯一”：目前国内唯一的低温超导线材商业化生产企业，目
68、前全球唯一的铌钛锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业，同时也是我国高性能高温合金材料重点研发生产企业之一。公司的成立和发展始终以国家及行业需求为驱动，2003 年源于国际热核聚变实验反应堆（ITER）用低温超导线材的产业化需求，由西北有色金属研究院设立，2005 年随着我国新型战机对航空用钛合金的要求提高，公司开展了新型战机用高性能结构钛合金的研制并取得突破，2014 年为了实现航空发动机、燃气轮机等高端领域中高温合金材料的国产化，公司展开了高性能高温合金的工程化研究，并与 2018 年投产。经过多年的发展，公司逐渐形成高端钛合金材料、超导产品和高性能高温合金材料并存的产品格局。图 24：
69、西部超导发展历程资料来源：公司官网，首创证券4.2.1 钛合金占领市场，高温合金成长迅速公司产品以“国际先进、国内空白、解决急需”为定位，填补了国内空白，实现了进口替代，解决了飞机制造的“卡脖子”问题，补齐了我国新型战机、舰船制造所需关键材料的“短板”，广泛应用于国家军工重大装备、大型科学工程等。公司主营高端钛合金材料、超导产品和高性能高温合金材料三大业务。第一类高端钛合金材料，主要应用于军用航空、舰船、兵器等领域，主要客户为中航工业、中国航发等大型集团；第二类是超导产品，主要用于医用核磁共振成像、国防军工、磁悬浮等领域，公司是 ITER 用低温超导线材在中国的唯一供应商，在国内尚无竞争对手；
70、第三类是高性能高温合金材料，供给军用航空发动机、燃气轮机部件及核电设备。钛合金和高温合金是军用航空发动机制造的两大主干材料，公司向我国航空事业提供了大量的高品质钛合金材料，在业内积累了良好的口碑，与中航工业、中国航发等客户建立了长期合作关系，为后续高性能高温合金材料批量生产后的市场销售奠定了坚实基础。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明21行业深度报告 证券研究报告表 11：西部超导主要产品产品类别产品细分高端钛合金大棒材高端钛合金小棒材高端钛合金丝材高端钛合金锻坯NbTi超导线主要用途飞机结构件、航空发动机和燃气轮机部件、舰船、兵器航空航天紧固件、航空发动机和燃气轮机部件航空航天紧固件
71、和航空用焊丝高端钛合金材料飞机结构件、航空发动机和燃气轮机部件磁共振成像仪、核磁共振谱仪、磁控直拉单晶硅、加速器、磁悬浮、核聚变、国防军工超导产品Nb3Sn超导线核磁共振谱仪、磁悬浮、核聚变、国防军工磁控直拉单晶硅、加速器、磁悬浮、国防军工超导磁体变形高温合金、铸造和粉末高温合金母合金高性能高温合金材料航空发动机和燃气轮机部件、核电设备资料来源：西部超导招股说明书，公司官网，首创证券高温合金新兴供应商，放量快速成长。公司是国内高性能高温合金材料的新兴供应商之一，产品主要包括变形高温合金、铸造和粉末高温合金母合金等，变形高温合金以GH4169、GH738、GH907、GH4698、GH4720L
72、i 等为代表，主要用于航空发动机、燃气轮机的涡轮盘、机匣、叶片等热端部位。公司于 2014 年投资建设了“两机”专项用高性能高温合金棒材项目，开始了高性能高温合金工程化研究的历程，2018 年投产并在取得少量收入，近几年依托在高端航空钛合金产业化过程中形成的生产体系和客户关系，市场得到了进一步开拓，2021 年上半年高温合金材料实现收入 5165 万元、同比增加 515.2%。公司 2019 年、2022 年先后募资建设高性能高温合金材料及粉末盘和航空航天用高性能金属材料产业化项目，预计达产后新增产能 4000 吨/年。图 25：2018-2020高温合金营收情况资料来源：Wind，首创证券请
73、务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明22行业深度报告 证券研究报告4.2.2 规模效益显著，利润率水平不断提升公司 2017 至 2020 年营收由 9.7 亿元增长至 21.1 亿元，CAGR 达 29.8%；归母净利润由 1.4 亿元增长至 3.7 亿元，CAGR 达 37.7%。2021 年度受益于销售体量扩大、产能利用率提高，带动规模效益以及期间费用未大幅增长等因素，营收与归母净利润进一步提高，公司预计 2021 年营收 29.3 亿元，同比增加 38.9%，归母净利润 7.4 亿元，同比增长 100.4%。图 26：西部超导 2017-2021Q3 营收及增速图 27：西部超导
74、2017-2021Q3 归母净利润及增速资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券2021 前三季度销售毛利率为 43.3%、同比提升 6.8 个百分点；销售净利率为 25.8%、同比提升 8.1 个百分点。两项指标均表明公司盈利能力逐步提升。三费稳中有降，研发投入持续高水平。2018 年至 2021 年管理费用率呈下降趋势，公司管理效率逐步提升；销售费用率与财务费用率基本稳定，2021 前三季度有所下降。2019 年研发费用率高达 9.8%，主要投入在飞机结构件、发动机用钛合金、80MN 锻造工艺研究、超导线材制备以及高温合金熔炼工艺研究与飞机发动机应用方面，2021 年前三季
75、度也加大了研发投入，研发费用 1.26 亿元，比 2020 年同期增长 54.8%，持续高水平的研发投入是公司保持技术领先性的基础。图 28：西部超导 2017-2021Q3 毛利率与净利率图 29：西部超导 2017-2021Q3 期间费用率资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券公司背靠西北有色金属研究院，以董事长、中国工程院院士张平祥为技术领衔，形成了以多位院士为顾问，数十位稀有金属材料加工资深专家为核心的创新技术团队，具有雄厚的国企背景与丰富的技术积累。公司目前是国内航空用高端钛合金材料龙头供应商，近年来发力高温合金业务。未来受益于先进发动机、核电、燃气轮机等产业的发展
76、以及我国军备需求放量，西部超导作为同时提供军用航空发动机制造的两大主干材料的企业受益可期。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明23行业深度报告 证券研究报告4.3 钢研高纳：品类齐全，打造世界一流平台钢研高纳是我国高温合金领域技术水平最先进、生产种类最齐全的企业之一，具有生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力，产品涵盖所有高温合金的细分领域，且多个细分产品占据市场主导地位，也是国内航空、航天、兵器、舰船和核电等行业重要的研发生产基地。4.3.1 深耕六十载，产品涵盖各细分领域公司是在原钢研院高温所基础上设立的，该所创建于 1958 年，是我国最早从事高温合金研究的单位之一。2002
77、 年设立为企业，设立时承继了钢研院的资产、人员和技术，并在其研发基础上进行了产业化，已经开发出适用于各个领域需求的高温合金系列产品。2004 年由有限责任公司整体改制为股份有限公司，2009 年 12 月登陆深交所，2018 年，公司收购了化工领域高温合金龙头青岛新力通公司，新力通的加入为公司进入石化领域广阔的市场打开了通道，提升了公司的盈利水平。图 30：钢研高纳发展历程资料来源：公司官网，公司公告，首创证券公司产品定位在高端和新型高温合金领域，面向的客户也是以航空航天发动机装备制造企业和大型的发电设备企业集团为主，同时也向冶金、化工、玻璃制造等领域的企业销售用于高温环境下的热端部件。主要业
78、务范围涵盖铸造高温合金及制品、变形高温合金及制品、新型高温合金材料系列产品三个细分领域。自成立以来共研制各类高温合金 120 余种。其中，变形高温合金 90 余种，粉末高温合金 10 余种，均占全国该类型合金 80%以上。最新出版中国高温合金手册收录的 201 个牌号中，公司及其前身牵头研发 114 种，占总牌号数量的56%。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明24行业深度报告 证券研究报告表 12：钢研高纳主要产品产品系列产品类别主要应用领域高温合金母合金精密铸造合金制品铸造合金制品航空、航天、燃气轮机、石化、冶金、雷达、船舶、生物医用高温合金叶片高温合金盘锻件高温合金棒材高温合金板材
79、、带材高温合金管材变形合金制品航空、航天、石化、冶金、机械、能源、电力、核工业、汽车、纺织、食品高温合金丝材燃烧室用高温合金环件高均质涡轮盘司太立耐磨制品；高品质球形金属粉末热等静压合金制件粉末高温合金锻件特种合金制品新型合金制品航空、航天、电子、核电、建材、核工业、玻璃制品资料来源：公司官网，公司公告，首创证券公司铸造高温合金具有量产优势，变形高温合金、新型高温合金具有技术优势。公司铸造高温合金主要用于制造航空航天发动机热端部件的高温合金精密铸件等，在核心竞争领域具备批量交付生产能力，营收占比自 2019 年以来维持在 62%左右。变形高温合金盘锻件和汽轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技术
80、，并具有制造先进航空发动机亟需的粉末高温合金和 ODS 合金的能力，研制成功的 FGH4091、 FGH4097、 FGH4098等粉末高温合金盘锻件满足了国家多个重点型号航空发动机的设计和应用需求。图 31：钢研高纳 2020年各产品营收占比图 32：钢研高纳 2020年各产品毛利率情况资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券4.3.2 民品子公司带来增长新动力受益于收购带来的协同效应，近年来公司业绩高速增长。2017-2020 年营收与归母净利润 CAGR 分别为为 32.5%和 49.4%， 2018 年底收购新力通为公司带来新的利润增长点，2019 年营收增速高达 62
81、.1%。2020 年受新冠影响增速短暂下降，2021 年又恢复高速增长趋势，前三季度实现营收 14.3 亿元，同比增长 33.4%；实现归母净利润 2.5 亿元，同比增长 94.8%。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明25行业深度报告 证券研究报告为了更好地满足未来民品领域高温合金的增长需求，公司在新力通新建设 4.5 万平方米厂房，以进一步提升新力通的生产效率，公司业务有望持续快速成长态势。图 33：钢研高纳 2017-2021Q3营收及增速图 34：钢研高纳 2017-2021Q3归母净利润及增速资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券2017 年以来销售毛利率、净
82、利率稳步增长，盈利能力持续改善。新型高温合金尤其是粉末合金技术愈发成熟，粉末收得率提升，部分型号逐步实现量产，规模效益开始显现。公司围绕产业链布局，持续加大研发力度。2020 年研发投入达 1.15 亿元，同比增长 66.1%。销售费用率与财务费用率相对平稳，管理费用率 2021 年前三季度管理费用率同比下降 1.57%。图 35：钢研高纳 2017-2021Q3毛利率与净利率图 36：钢研高纳 2017-2021Q3期间费用率资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券公司在国内航空、航天、燃机用高温合金多个细分领域具有龙头和技术领先地位，且经过长期合作建立了稳定的客户关系，为公
83、司可持续发展奠定了坚实的基础。且公司以“成为世界一流的高端装备制造业所需金属新材料与制品供应商”为发展愿景，近年来积极布局产业链上下游延伸及横向扩展。未来随着两机领域高温合金需求的增长，以及民品领域的进一步扩展，公司可以保持并提升其领先地位，并有望打造成同美国精密铸件公司（PCC）具有同等竞争力的平台型企业。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明26行业深度报告 证券研究报告4.4 图南股份：母合金与精铸件核心供应商图南股份目前是国内少数几家同时拥有军民资质认证，且同时具备生产铸造高温合金母合金、精密铸件、变形高温合金产品的全产业链工业化生产能力的企业。公司拥有先进的特种冶炼、精密铸造、制
84、管等装备，建立了特种熔炼、锻造、热轧、轧拔、铸造的全产业链生产流程，自主生产高温合金、精密合金、特种不锈钢等高性能特种合金材料，并通过冷、热加工工艺，形成了棒材、丝材、管材、铸件等较完整的产品结构，产品要应用在包含航空发动机、燃气轮机、核电装备等军用及高端民用领域。4.4.1 军民融合，把握市场机遇公司前身精密合金厂于 1991 年 5 月设立，2007 年 12 月精密合金厂集体改制为精密合金厂有限公司，2015 年 1 月整体变更为江苏图南合金股份有限公司，2020 年 7 月23 日于深交所创业板挂牌上市。从技术和产品的发展历程来看，公司的业务成长从初步探索到实现批量化生产共分为四个阶段
85、，在成立后不久关注到高温合金的技术含量和产品附加值，于 1994 年开始高温合金的研发和试生产，经过多年的艰苦经营及深厚的技术积累沉淀，多个型号产品已成功通过用户验证，进入批量化采购、生产阶段。图 37：图南股份发展历程资料来源：公司官网，公司公告，首创证券公司以“专、精、特”的产品特性适应市场和开拓市场，主营产品为铸造高温合金、变形高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料。其中，航空用高品质高温合金、特种不锈钢无缝管材已占据一定市场份额，同时，随着先进技术的产业化，制备的高温合金品种逐步增加，已经形成了 K4648、 K424、 K4169、 K403 等铸造高温合金系列及 GH4080A、GH
86、4169（IN718）、GH2132（A286）、GH3625 等变形高温合金系列共 30 多个品种合金材料及多规格铸件制品的完整产品结构，在航空、核电等行业实现了批量生产供货。表 13：图南股份主要产品产品大类代表产品应用领域公司是国内少数掌握高温合金近净型熔模精密铸造核心技术的生产企业之一，公司该产品主要用于航空领域。铸造母合金铸造高温合金精密铸件主要应用于核电、燃气轮机、飞机、航空发动机、石油化工等领域。变形高温合金棒材、丝材、管材、板材特种不锈钢（铸造）主要应用于国防军工、航空、交通运输、船舶制造等高端装备制造及核电等新能源领域。特种不锈钢请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明27
87、行业深度报告 证券研究报告特种不锈钢（变形）镍基耐蚀合金镍基耐蚀合金是指具有较强抗腐蚀性能的镍基金属材料。公司生产的该产品主要应用于石油化工、能源、海洋等领域。精密合金是指具有特殊物理性能的功能金属材料。主要应用于电子器件、仪器仪表等行业。其他合金制品精密合金高电阻电热合金是用以制造电阻元件的导电材料。公司生产的高电阻电热合金主要应用于电子元件及电热设备的发热元件。高电阻电热合金资料来源：公司官网，公司公告，首创证券公司是国内少数既生产铸造高温合金母合金又生产大型高温合金复杂薄壁精密铸件的企业之一。近年来公司铸造高温合金（母合金、精密铸件）营收比重快速增加，从2017 年的 25.3%提升至
88、2021 上半年的 45.4%。图 38：图南股份 2021上半年各产品营收占比图 39：图南股份铸造高温合金各部分收入占比资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券4.4.2 扩展高附加值业务，盈利能力日益提升随着多种型号产品进入批量化生产阶段，公司迎来较大幅度的增长。公司自 2015年起参与研制的精密铸件多个型号产品成功通过用户验证，进入批量化生产阶段，2017-2020 年营收从 3.5 亿增长至 5.5 亿元，CAGR 为 16.3%；归母净利润从 4208 万元增长至1.1 亿元，CAGR 为 37.4%。根据 2021 业绩预告，预计实现归母净利润 1.69-1.85
89、 亿元，同比增增 54.9%-69.6%。未来随着相关产品型号武器装备的逐步更迭，公司的业务将持续稳定的增长态势。产品结构改善，公司盈利能力不断提高。公司不断提升铸造高温合金、特种不锈钢等高技术含量、高附加值产品的销售收入和比重，利润水平随之提升。2021 上半年，公司铸造高温合金销售收入占比由 2017 年的 25.3%提升至 45.4%，毛利率达 50.7%；变形高温合金销售收入占比为 26.9%，毛利率为 30.8%，特种不锈钢毛利率也高达 44.1%。公司在机匣类复杂薄壁结构件领域拥有领先的技术优势，将持续受益于新型号技术迭代和国产替代。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明28行
90、业深度报告 证券研究报告图 40：图南股份 2017-2021Q3 营收及增速图 41：图南股份 2017-2021Q3 归母净利润及增速资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券2017 年以来期间费用率逐年下降，精益管理卓有成效。2021 上半年主要由于实施股权激励计划，确认股份支付费用，管理费用率有所上升。财务费用率下降尤为显著，从 2017 年 4%下滑至 2020 年的 0.45%。公司从 2019 年起再次加大研发投入，至 2020 年研发费用率高达 6.2%。公司同时开展近 20 项研发项目，涉及铸造高温合金母合金、精密铸件、变形高温合金、管材等技术和产品的研发，有
91、利于不断拓宽产品链，提升产品质量，实现进口替代等。图 42：图南股份 2017-2021Q3 毛利率与净利率图 43：图南股份 2017-2021Q3 期间费用率资料来源：Wind，首创证券资料来源：Wind，首创证券公司产业链完整，下游客户稳定性高，军民业务同时发展，受益确定性大。经过多年的稳健经营，公司凭借可靠的产品品质和领先的技术实力，在军用和高端民用领域都积累了丰富的客户资源，且客户在其所处行业均占据市场优势地位，稳定可预期的产品需求为公司后续业务发展提供了可靠保障。同时，全产业链生产能力的建设，军民融合的“一种资源投入，两种效益产出”，更有效的保证了产品的高质量和生产效率并实现双赢式
92、发展。随着我国航空航天领域需求快速增长、国产化替代加速，公司能更好地受益于高温合金市场广阔的增长空间。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明29行业深度报告 证券研究报告5 盈利预测与投资建议关注上市高温合金核心生产商抚顺特钢、西部超导、钢研高纳和图南股份。航发赛道景气度明确，行业壁垒高、竞争格局稳定，产能增速较为缓慢。抚顺特钢、西部超导、钢研高纳和图南股份技术与产品领域各有侧重，以竞争合作为主。抚顺特钢作为变形高温合金龙头，近年来进行多项设备添置与技改项目，进一步释放产能。西部超导首发与定增募投项目计划增加 4000 吨产能，钛合金、超导材料、高温合金三大业务共同发力。钢研高纳研发实力突
93、出、产品品类齐全，在新型高温合金领域具备绝对优势地位。图南股份首发募投项目将于今年建成，预期释放 1000 吨高温合金产能，及 3300 件精铸件生产能力，精铸件比重提升带来公司盈利水平稳步上升。表 14：抚顺特钢、西部超导、钢研高纳、图南股份与中证军工指数表现抚顺特钢 西部超导-42.3% -15.3%钢研高纳-36.8%61.6%57.8图南股份-28.6%50.1%62.4中证军工-21.7%11.9%58.1今年以来涨跌幅最近一年涨跌幅PETTM22.2%34.262.6%52.8估值历史五年分位数43.1%5.2%34.3%24.3%22.4%资料来源：Wind，首创证券今年以来，镍
94、价快速上涨，受俄乌冲突局势等影响，短期大幅波动。金属镍作为高温合金核心原材料、占比超过 50%，受此影响高温合金个股股价短期内出现大幅下跌。镍价短期波动已脱离基本面，未来将有一定程度回调；高温合金作为先进航空发动机的基石，长期以来国内供需存在一定缺口，国产化程度提升需求迫切，供应保障将是首要目标。抚顺特钢、西部超导、钢研高纳、图南股份年初以来，股价分别回调 42%、15%、37%和 29%，当前股价对应 2022 年盈利预期 PE 分别为 26、36、40 和 43 倍，看好当前位置的配置价值。表 15：高温合金覆盖股票池盈利预测与估值净利润（亿元）净利润 YoYPE市值（亿元）公司简称21E22E21E22E21E22E投资建议抚顺特钢西部超导钢研高纳图南股份2823621771018.107.433.051.7810.809.964.452.3346.7%100.3%49.5%63.3%33.3%34.1%45.9%30.9%34.848.858.056.526.136.439.843.2增持增持增持增持资料来源：Wind，首创证券6 风险提示原材料价格大幅波动的风险；产能提升不及预期的风险。请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明30
