20170821-兴业证券-兴业军工行业深度系列之二：高温合金行业深度研究_44页_3mb

高温合金行业深度研究总结

核心内容

高温合金是一种能在 $600 \sim 1200^{\circ} \mathrm{C}$ 的高温下保持高强度、高硬度和良好抗氧化、抗腐蚀性能的合金材料。它主要应用于航空发动机、燃气轮机和液体火箭发动机等军用动力装备的热端部件，是这些装备的关键材料。高温合金的分类包括按制造工艺（变形、铸造、粉末冶金）、合金主要元素（铁基、镍基、钴基）和强化方式（固溶、时效、氧化物弥散、晶界强化）等。其中，镍基高温合金应用最广，占比高达 $80%$，是现代航空发动机和燃气轮机的首选材料。

主要观点

1. 高温合金的重要性：高温合金是军用动力装备（如航空发动机、燃气轮机、液体火箭发动机）的核心材料，因其高耐热性和高强度，成为提升装备性能的关键。
2. 应用领域：高温合金主要用于航空发动机的燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，燃气轮机和液体火箭发动机的结构件等。
3. 国内发展现状：我国是少数能形成独立高温合金体系的国家之一，近年来在高温合金的研制和生产方面取得了显著进展，但与国外先进水平仍存在一定差距。
4. 市场容量：预计2020年国内军用航空发动机及舰船燃气轮机用高温合金市场容量有望达到140亿元，弹用航空发动机用高温合金市场容量有望达到20亿元。
5. 产业链结构：高温合金产业链包括科研单位、母合金生产商、锻造企业、铸造企业及下游应用企业，各环节均有代表性的企业。

关键信息

高温合金的分类

• 按制造工艺：变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金。
• 按主要元素：铁基高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金。
• 按强化方式：固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化、晶界强化。

高温合金的应用

• 涡轮喷气式航空发动机及燃气轮机：高温合金用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘等热端部件。
• 液体火箭发动机：高温合金用于推力室、涡轮泵等关键结构件，具有良好的高温和低温性能。

我国高温合金的发展阶段

• 起步阶段（1957-1970）：主要仿制苏联高温合金，如GH3030。
• 发展阶段（1970-1990末）：参照国外技术标准，进行研制和生产，融合了传统工艺与先进工艺。
• 加速阶段（1990末至今）：自主开发新工艺和新合金，如FGH4095、FGH4096、DD402等。

国内高温合金主要企业

• 科研单位：钢研高纳、航材院、中科院金属所。
• 母合金生产商：抚顺特钢、钢研高纳、宝钢特钢、长城特钢、北满特钢、图南股份、中科三耐。
• 锻造企业：陕西宏远、贵州安大、西南铝业、钢研高纳、万航模锻、无锡透平叶片、贵州航宇科技。
• 铸造企业：航材院、钢研高纳、中航精铸、图南股份、中科三耐。
• 下游应用企业：航发集团下属发动机公司、航天科技集团六院、中船重工703所、上海汽轮机、东方汽轮机、哈尔滨汽轮机等。

市场容量

• 全球市场：2012年全球高温合金消费量为28万吨，市场规模达100亿美元。
• 国内市场：2016年国内高温合金产量约为2万吨，预计2020年军用航空发动机及舰船燃气轮机用高温合金市场容量有望达到140亿元。

风险提示

• 航空发动机及燃气轮机批产进度不及预期：可能影响高温合金市场需求和公司业绩。

结构清晰总结

高温合金概念与原理

• 高温合金能在 $600 \sim 1200^{\circ} \mathrm{C}$ 的高温下保持高强度、高硬度，具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能。
• 高温合金的分类包括制造工艺、主要元素和强化方式。
• 镍基高温合金应用最广，占比 $80%$，是现代航空发动机和燃气轮机的关键材料。

高温合金发展历程

• 高温合金的发展经历了起步、发展和加速三个阶段。
• 1956年我国研制出第一种高温合金GH3030，之后逐步发展出多种高温合金牌号。

高温合金市场容量

• 全球高温合金市场容量在2012年达到100亿美元，国内高温合金市场容量在2016年约为2万吨。
• 预计2020年国内军用航空发动机及舰船燃气轮机用高温合金市场容量将达140亿元，弹用航空发动机用高温合金市场容量将达20亿元。

国内高温合金产业链

• 科研单位：负责高温合金的研发与基础研究。
• 母合金生产商：提供高温合金母合金材料，如抚顺特钢、钢研高纳等。
• 锻造企业：负责高温合金锻件的生产，如陕西宏远、贵州安大等。
• 铸造企业：负责高温合金精密铸造件的生产，如航材院、中航精铸等。
• 下游应用企业：包括航空发动机制造商、航天机构、舰船制造商等。

风险提示

• 航空发动机及燃气轮机的批产进度可能影响高温合金的市场需求和行业增长。

结论

高温合金作为军用动力装备的核心材料，具有重要的战略意义和广阔的应用前景。我国在高温合金的研制和生产方面取得了显著进展，但仍需进一步提升技术水平和市场竞争力。随着我国军用航空发动机和燃气轮机的国产化进程加快，高温合金市场容量有望持续扩大，成为军工领域的重要投资方向。