（报告出品方/作者：方正证券 鲍学博 马强）
1 国内高温合金产业链
国内高温合金产业链包括上游母合金冶炼、中游零部件毛坯件成形（包括重熔铸造、锻造、粉末冶金等工艺）以及下游成品零部件加工、零部件组装和设备总装。
产业链上游母合金冶炼企业采购电解镍、金属铬、金属钴等原材料，利用真空感应炉等设备进行高温合金熔炼形成铸锭，供给产业链中游企业。对于变形高温合金来说，根据产业链中游企业需要不同，上游企业可供给棒材、板材、管材、线材等多种形式的高温合金材料。
产业链中游企业从事零部件毛坯件成形，加工方式包括铸造、锻造和粉末冶金。航空发动机零部件中，高温合金铸造一般用于机匣等复杂薄壁件和涡轮叶片的制造；高温合金锻造包括自由锻、模锻、辗环等多种工艺，一般用于涡轮盘、涡轮轴、机匣、环形锻件的加工；高温 合金粉末冶金一般用于涡轮盘的制造。
产业链下游企业从事成品零部件加工、零部件组装和设备总装业务。产业链下游企业对中游供给的叶片、盘/轴类、机匣等零部件毛坯件进行切削加工，此外，对于航空发动机涡轮叶片等热端部件的冷却孔道需要采用超快激光加工。完成加工的零部件由产业链下游企业进行零部件组装和设备整机总装。
以 GH4169 合金涡轮盘为例，其主要生产方式为由特钢企业进行棒材冶炼（产业链上游），之后转由锻造企业锻造成盘坯（产业链中游），再由发动机制造企业加工成盘件（产业链下游）。
产业链上游从事高温合金冶炼的企业主要包括特钢生产企业、科研院所及相关企业、少量民企等。特钢生产企业以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢等企业为代表，产品以变形高温合金为主；科研院所及相关企业以中科院金属所、北京航材院、钢研高纳为代表，产品覆盖面广、部分企业具有生产柱晶/单晶等高温合金的能力。民企数量较少，如图南股份、隆达股份等，凭借各自特色与优势成功进入了高温合金行业。
产业链中游零部件毛坯件成形工艺包括铸造、锻造和粉末冶金等，承担产业链中游业务的企业较多。国内航空发动机主机厂从事一部分高温合金铸造和锻造业务。此外，从事高温合金铸造的企业包括航材院、钢研高纳、中科院金属所、贵州安吉、图南股份、应流股份和万泽股份等；从事高温合金锻造的企业包括中航重机所属的贵州安大和陕西宏远、派克新材、三角防务、万航模锻、航宇科技和西南铝业等。国内从事粉末高温合金制造的企业主要为航材院和钢研高纳。
产业链下游对高温合金的需求主要来自航空发动机和燃气轮机的制造。在航空发动机领域，产业链下游从事高温合金成品零部件加工、零部件组装及设备总装的企业主要是中国航发集团下属各主机厂，此外，航亚科技等也有部分下游成品零部件加工业务；在燃气轮机领域，目前国产燃气轮机特别是国产重型燃气轮机投入使用不多，未来随着各型号国产燃气轮机陆续具有批产能力，燃气轮机制造对高温合金的需求有望大幅提升。
2 产业链上游企业从事高温合金冶炼
2.1 产业链上游企业成本构成：原材料为主要成本
产业链上游包括抚顺特钢、钢研高纳、图南股份等企业从事高温合金熔炼。从事高温合金冶炼的厂商，原材料是其主要成本。
从近几年数据来看，抚顺特钢的高温合金产品，其原材料成本占比在85%以上；图南股份的变形高温合金产品原材料成本占比65%左右，铸造高温合金母合金原材料占比90%左右（2018年、2019年）；钢研高纳原材料在产品成本构成中所占比60%左右。
从成本率（成本/营业收入）方面来看，抚顺特钢高温合金产品、图南股份变形高温合金产品和铸造高温合金母合金产品的材料成本率近几年在50%-60%之间。抚顺特钢高温合金产品制造费用成本率低于图南股份变形高温合金产品，因而有更高的毛利率。
图南股份铸造高温合金母合金的制造费用成本率由2017年的10.06%降低至2019年的4.94%。
产业链上游企业所用原材料主要包括电解镍、铬、钴、钼等。
镍基高温合金中镍的质量占比在50%以上。不同牌号的高温合金，各元素含量一般不同。以GH4169为例，镍元素、铬元素、钴元素和钼元素质量分数分别为53.00%、19.00%、1.00%和3.00%。GH4141、GH4738等不含铁的镍基高温合金中，钴元素占比更高，例如GH4141 的钴元素质量分数达11.00%。
电解镍属于国家战略性物资，国内主要生产厂家为金川集团有限公司、吉林吉恩镍业股份有限公司、新疆有色金属工业(集团)阜康冶炼厂等少数几家公司。
金川集团在全球30多个国家和地区开展有色金属矿产资源开发合作，具备镍20万吨、钴1万吨的年生产能力。镍产量居世界第4位，钴产量居世界第3位。
2.2 采用“成本加成”定价，一定程度规避原材料价格波动的影响
产业链上游高温合金冶炼企业包括抚顺特钢、钢研高纳、图南股份等一般采用“成本加成”方式定价。
高温合金冶炼企业在订单确认后锁定相应原材料价格，以原材料采购成本上浮一定比例的加工费，同时参考市场行情、客户的需求量、付款条件等因素作为定价基础，从而一定程度上规避原材料价格波动风险。
产业链上游企业虽然以“成本加成”定价，但也存在无法将原材料价格上涨传递给下游的可能。
特别是对于军品来说，军品价格审定后，一般在批量生产周期内基本保持稳定，因此，上游原材料价格变化对军品业务收入的毛利率影响较为显著。以抚顺特钢为例，高温合金原材料价格变化对公司高温合金产品单价有一定影响。
从单价上看，2019年，金属镍、铬价格同比上涨，金属钴价格降低41.86%，但金属钴在合金中占比不大。因此，2019年抚顺特钢高温合金原材料成本上涨，同时高温合金销售价格上涨2.70%至19.11万元/吨。
2020年，金属镍价格小幅下跌、金属钴价格小幅上涨、金属铬价格降低26.72%。因此，2020年抚顺特钢高温合金产品原材料成本有所降低，但高温合金销售价格上涨4.37%至19.94万元/吨。
抚顺特钢近几年高温合金销量增速较快，销售收入与原材料采购金额上涨基本同步。2018 年、2019年和2020年，抚顺特钢高温合金产品原材料成本分别为4.39亿元、5.77亿元（+31.33%）和 5.94 亿元（+2.98%）。2018年、2019年和2020年，抚顺特钢高温合金产品营业收入分别为 7.86 亿元、10.48 亿元（+33.35%）和 11.60 亿元（+10.74%）。
2.3 从营收规模和盈利能力上看，抚顺特钢为产业链上游龙头企业
从事高温合金冶炼业务的上市公司有抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、隆达股份、中科三耐和西部超导等企业。营收规模方面，抚顺特钢是产业链上游的龙头企业。2020年，抚顺特钢高温合金业务营收 11.60 亿元，远超过图南股份高温合金业务 3.88 亿元营收、隆达股份高温合金 1.84 亿元营收、中科三耐高温合金母合金 0.69 亿元营收和西部超导高温合金 0.342 亿元营收。
盈利能力方面，产业链上游企业中，抚顺特钢盈利能力最强。
抚顺特钢高温合金业务近 3 年毛利率持续提升，2020年毛利率达40.38%，远高于图南股份变形高温合金业务的毛利率25.65%和隆达股份高温合金业务的28.79%。此外，图南股份铸造高温合金母合金业务也有较高的毛利率，近几年毛利率在35%左右。
3 产业链中游包括铸造、锻造及粉末冶金等工艺
3.1 铸造：包括等轴晶、定向凝固柱晶和单晶三类材料
高温合金精密铸件主要用于航空发动机、燃气轮机热端部分的关键部件，包括机匣类大型复杂薄壁结构件、涡轮转动及导向叶片、整体叶盘、扩压器等。按照凝固结晶组织不同，铸造高温合金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高。高温合金精密铸造主要设备包括真空浇注炉、压蜡机、真空热处理炉 等。
例如，图南股份拥有多型号真空浇注炉，可批量生产浇注重量650kg以内、最大直径1500mm 的精密铸件。
对于定向凝固柱晶铸造来说，还需要真空感应定向凝固炉，例如钢研高纳引进的VIM IC 10 DS/SC真空感应定向凝固炉真空，由德国ALD公司生产，是国内最先进的大型定向凝固生产设备，可生产高度达350mm的定向凝固涡轮叶片。
单晶的铸造需要在定向凝固技术基础上增加选晶器，使单独一个晶粒优先生长。选晶法是镍基单晶高温合金叶片制备中最常用的方法，螺旋型选晶器是应用最广泛的选晶器。
国内从事高温合金铸造业务的企业主要包括中国航发集团公司下属铸造厂商、航材院、钢研高纳、中科院金属所、贵州安吉、图南股份、应流股份和万泽股份等。
航材院的铸造高温合金主要针对发动机涡轮叶片和大型、整体复杂薄壁结构件，进行高性能定向、单晶及金属间化合物材料的设计、研制及其铸造工艺技术研究。
航材院的高温合金铸件产品包括高温合金涡轮盘类、导向器、机匣类、等轴晶空心叶片和定向凝固空心叶片等。
钢研高纳的高温合金铸造产品包括精密铸造产品和高温合金叶片。
钢研高纳拥有先进的高温合金精密铸件生产线，并拥有高温合金涡轮导向器整体精密铸造及重型燃机用大尺寸高温合金叶片铸造等核心技术。
公司产品包括涡轮转子、导向器、发动机机匣、涡轮叶片、导向叶片等等轴晶铸件，涡扇发动机涡轮叶片、重燃用大尺寸涡轮叶片等定向凝固铸件和涡轮叶片单晶铸件等。
中科院金属所高温合金研究部先后研发了系列（等轴晶、柱晶和单晶）铸造高温合金材料。中科院金属所控股的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开发与生产，主要产品包括高温合金母合金材料、中小型燃气轮机热端涡轮叶片、重型燃气轮机热端透平叶片、航空航天发动机用涡轮叶片、増压器叶片、玻璃棉喷吹离心器等。
图南股份拥有先进的特种冶炼、精密铸造、制管等装备，建立了特种熔炼、锻造、热轧、轧拔、铸造的全产业链生产流程，是国内少数能同时批量化生产变形高温合金、铸造高温合金（母合金、精密铸件）产品的企业之一。图南股份的高温合金精密铸造产品主要应用于航空 领域。
安吉精铸是航空工业集团下属的专业化精密铸造企业，主要为不同类型的飞机、航空发动机、机载设备提供各类钛合金、铝合金、高温合金、镁合金、耐热钢、不锈钢、结构钢、铜合金和合金铸铁等优质铸件产品。公司拥有熔模精密铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、冷凝树脂砂铸造、金属铸造等各类工艺方法，大型复杂高温合金整体精密铸造技术达到国内领先水平。
应流股份计划建成等轴晶叶片生产线、定向和单晶叶片生产线、机匣及航空结构件生产线，涉及高温合金产品主要包括叶片、机匣及航空结构件等。
万泽股份在高温合金业务方面，致力于研发、生产精密铸造叶片、粉末冶金盘件、高温合金母合金及合金粉末等。
目前，从营收上看，公司高温合金业务营收占比较低。2020年，公司高温合金业务营收0.34 亿元，占公司营收的6.14%。
营收规模方面，承担高温合金铸造业务的上市公司中，钢研高纳铸造高温合金业务营收规模最大。钢研高纳铸造高温合金业务产品包括高温合金母合金、精密铸造合金制品、高温合金叶片、高温合金离心铸管及静态铸件等，涵盖航空、航天、石化、冶金等行业。
近几年，钢研高纳铸造高温合金业务营收规模持续增长，2020年，钢研高纳铸造高温合金业务营收9.94亿元。
盈利能力方面，图南股份的高温合金铸件产品毛利率较高。图南股份高温合金精密铸件主要用于航空领域，主要规格型号产品通过前期实验论证长试考核后达到量产阶段，盈利能力较强。
图南股份的高温合金铸件产品包括了母合金冶炼和精密铸造的生产流程。其中，母合金冶炼属于产业链上游而精密铸造属于产业链中游。若按图南股份高温合金母合金产品毛利率剔除母合金冶炼环节的影响，图南股份的高温合金铸造业务毛利率为54.94%（2017年）、58.30%（2018年）和60.87%（2019年）。
3.2 锻造：主要包括模锻、自由锻和辗环三类工艺
航空发动机和燃气轮机上，高温合金锻件主要用于涡轮盘等盘类件、机匣、环类件以及轴类件等。根据锻件的尺寸和形状、采用的工装模具结构和锻造设备的不同，锻造主要分为自由锻、模锻、辗环。
自由锻：指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧之间直接对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。自由锻以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，以获得合格锻件。
自由锻件的核心制造设备是快锻机。快锻机一方面可以用于自由锻件生产，另一方面也用于模锻的制坯。国内用于高温合金自由锻的快锻机设备包括三角防务的 31.5MN 快锻机、派克新材的 31.5MN 快锻机等。
模锻：指金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻液压技术主要用于对尺寸大且内部微结构要求高的航空金属部件制造，实现常规锻造、切削、镗铣等加工方法难以实现的工艺要求。
大吨位模锻液压机是模锻工艺的核心设备。我国大吨位模锻液压机的装备始于1967年，由中国第一重型机器厂建造的300MN级模锻液压机，装备于重庆西南铝加工厂，该设备于1973 年投产，使用至今。近年来，我国陆续装备大吨位模锻液压机，包括万航模锻的800MN模锻液压机和三角防务的400MN模锻液压机。
辗环：又称为环形轧制，借助辗环机使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。与传统自由锻、模锻等工艺相比，辗环可大幅度降低设备吨位和投资，具有振动冲击小、节能节材、生产效率高、生产成本低等显著优点，属 于无缝环件的先进加工技术。
碾环机设备较轻、投资较低，辗环行业壁垒主要体现在技术工艺、资质、人才、质量管理等方面。高温合金为难变形金属材料，锻造过程难点包括材料塑性差、变形抗力高、流动性差、锻造温度范围窄、锻造过程变形难以控制、微观组织性能难以控制等。因此，有较高的技术工艺壁垒。在人才方面，难变形金属材料环锻研发人员和技术工人培养一般需要 3 到 5 年时间，人才储备也是行业重要壁垒。
国内从事高温合金锻造业务的企业除中国航发集团体系内的厂商外，主要有中航重机所属的贵州安大和陕西宏远、派克新材、三角防务、万航模锻、航宇科技和西南铝业等。
其中，陕西宏远、万航模锻和三角防务以模锻业务为主，贵州安大、派克新材和航宇科技以辗环业务为主。
从成本率方面看，高温合金锻造企业的材料成本率较高，中航重机、派克新材的锻造产品中材料的成本率在45%-55%之间，航宇科技的材料成本率更高，在55%以上。
近几年，随着航宇科技制造费用成本率的降低，其毛利率逐年提升。三角防务模锻业务有较低的材料成本率，其模锻业务毛利率较高。
营收规模方面，拥有贵州安大和陕西宏远两家锻造业务子公司的中航重机规模最大。两家子公司中，贵州安大产品以航空环锻件为主，同时从事一定规模的模锻件业务；陕西宏远以航空模锻件为主，同时从事一定规模的航空环锻件业务。贵州安大和陕西宏远是国内最早从事 航空锻件业务的企业，拥有一定的技术先发优势。
盈利能力方面，三角防务的模锻业务毛利率领先。2020年，中航重机（锻造业务）、派克新材、航宇科技和三角防务（自由锻产品）业务毛利率在25%-30%，各企业毛利率相差不大。三角防务模锻业务拥有400MN大型模锻液压机，生产设备领先，业务毛利率也处于领先位置，2020年毛利率达46.03%。
3.3 粉末冶金：主要有航材院和钢研高纳两家企业
用粉末冶金的方法生产高温合金是 20 世纪 70 年代出现的一项新技术。粉末高温合金是将高温合金雾化成粉末，再经热等静压成型或热等静压加锻造成型的生产工艺制造出高温合金产品，具有金属利用率高、成本低的特点。
粉末冶金技术解决了传统铸锻材料合金化程度低、组织宏观偏析、加工性能差等缺陷，制备的材料具有晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高、屈服强度高及疲劳性能好等优点，被认为是制造高速转动热端部件的首选材料，代表性应用包括航空发动机用涡轮盘等。
粉末高温合金制造的原材料为经过真空感应熔炼的母合金，工艺流程包括粉末制备、粉末处理、脱气装套封焊、热等静压（HIP）成形、机加工、热处理、超声无损检测、性能测试等。钢研高纳采用等离子旋转电极工艺（PREP）制备高温合金粉末。
国内制造粉末高温合金的企业主要有航材院和钢研高纳。
航材院的粉末高温合金业务包括粉末制备、坯料制备和制件，材料牌号包括 FGH4095、FGH4096 等，产品包括粉末高温合金涡轮盘等。
钢研高纳粉末高温合金产品包括热等静压成形产品和热等静压加锻造成形产品两类。热等静压成形产品中，钢研高纳可生产 FGH4095、FGH4096、FGH4097、FGH4091 和 FGH4098 等牌号高温合金的粉末、坯料以及环、轴、盘等制件；热等静压加锻造成形产品中，钢研高纳可生产 FGH4095、FGH4096 和 FGH4098 等牌号的高温合金盘、环类锻件。钢研高纳研制的 FGH4095、FGH4096 和 FGH4097 高温合金已批量用于国内多型号航空发动机。
3.4 其他高温合金制造
其他高温合金制造工艺包括氧化物弥散强化高温合金（ODS 高温合金）、高温金属基自润滑材料等。
ODS 高温合金：ODS 高温合金采用机械合金化（MA）技术，通过高能球磨的方法将高热稳定性的超细氧化物强化相均匀分散到合金基体中形成氧化物弥散强化(ODS)高温合金。
该技术工艺复杂，生产难度大，目前属于国外对中国封锁技术，钢研高纳是国内目前唯一一家可以生产 ODS 高温合金产品的企业。
高温金属基自润滑材料：具有高密度、高强度、良好减摩和抗磨性能、良好的高温力学性能和摩擦学性能，可用于制造高温自润滑轴承和用作火力发电用固体自润滑密封材料。
高温金属基自润滑材料由钢研高纳采用拥有自主知识产权的新技术，结合粉末冶金温压成型新工艺制备。根据钢研高纳招股说明书，其投资 6447 万元建成的年产 1200 吨高温金属基自润滑复合材料及其他制品的生产线，可年生产 12000 套高温自润滑轴承和 7000 套新型固体自润滑密封材料。
4 产业链下游最终用户：主机厂对高温合金需求持续增长
根据我们对高温合金国内需求的分析，高温合金需求以航空发动机和燃气轮机为主体。此外，石化冶金行业对高温合金也有较多的需求，但其对高温合金性能要求不高，石化冶金行业用高温合金单价远低于航发领域用高温合金单价。
在航空发动机领域，国内航空发动机制造商主要为中国航空发动机集团有限公司。中国航发集团公司拥有航发西航、航发成都、黎明公司、南方公司、黎阳动力、航发东安、航发兰翔和航发商发等航空发动机主机厂，进行国内军民品各型号航空发动机的研制生产。
其中，上市公司航发动力拥有四家主机厂，是我国航空发动机制造的龙头企业。在燃气轮机领域，国内燃气轮机主要包括航改型燃气轮机和重型燃气轮机。
航改型燃气轮机生产制造单位主要是中国航空发动机集团有限公司下属中国航发燃气轮机有限公司，推出了燃气轮机“三轻一重”发展计划。
重型燃气轮机方面，我国采取了国内自研和引进国外先进机组技术两条发展路线。
4.1 航发动力是军用高温合金最主要的用户
4.1.1 航发动力拥有四家主机厂，是我国航发制造龙头企业
我国航空发动机生产制造商主要为中国航空发动机集团有限公司。
中国航发于 2016 年成立，下属从事航空发动机整机生产业务的企业包括航发动力、中国航发成都发动机有限公司、中国航发哈尔滨东安发动机有限公司、中国航发常州兰翔机械有限责任公司及中国航发商用航空发动机有限责任公司。由于不同机种对发动机的性能要求不同，各航发厂商对于对应型号发动机生产具有唯一性。
不同航发企业生产的产品形成了我国航空发动机产业的动力谱系。相较于航发动力，航发成都、航发东安、航发兰翔生产的航空发动机产品的年产量很小且主要为历史型号。航发商发 主要承担民用大型客机发动机的设计、试验、总装集成，其发动机的主要零部件生产委托航发动力承制。
航发动力拥有 4 家航发制造主机厂，是我国航发制造龙头企业。航发动力的 4 家航发制造主机厂包括：航发动力本部、黎明公司、南方公司和黎阳动力。
4.1.2 航发主机厂业务类型包括零部件加工、组装和整机总装
航发动力下属子公司除 3 家主机厂外，还包括莱特公司、商泰叶片、机电设备、西罗公司和晋航公司。
航发动力业务涵盖发动机全寿命周期的设计、制造、总装、试车、维修整套技术。在叶轮、盘、轴、机匣加工、整体结构件、精密铸造、精密锻造等关键点上具备了国内一流的制造能力。
从主机厂原材料采购可大致推测主机厂业务占比。
例如，黎明公司采购主要材料为成附件。
2019年，黎明公司成附件采购金额占营业成本比重达到 69.45%，成本率达到 61.76%，金属原材料采购金额占营业成本比重为 3.86%，成本率为 3.43%。
根据其航空发动机及零部件生产工艺流程，推测黎明公司零部件加工业务较少而零部件组装/总装业务较多。
2019年，黎阳动力成附件采购金额占营业收入比重为7.09%，成本率为5.96%，金属原材料采购金额占营业成本比重为52.18%，成本率为43.90%，推测黎阳动力有较多的零部件加工业务。
4.1.3 高温合金成品零部件市场壁垒高，除主机厂外其他参与者较少
高温合金成品零部件加工主要对产业链中游企业供给的叶片、盘/轴类、机匣等零部件毛坯件进行机械切削加工，对于航空发动机涡轮叶片等热端部件的冷却孔道进行超快激光加工。
高温合金切削加工性能极差，加工效率低、加工成本高。
高温合金在切削过程中微观组织强化相硬度高、抗剪切应力大、导热率低，易导致切削力大、切削温度高、刀具磨损严重等问题。
以 Inconel 718 为例，其难切削性能为铝合金的 16 倍、中碳钢的 6 倍和不锈钢的 4 倍。
（1）切削力大
高温合金在塑性变形时抗力较大，使得切削力变大。在切削过程中，高温合金切削力的大小为一般钢材的 2~3 倍。
（2）切削温度高
镍基高温合金的导热系数较小，仅为一般钢材的30%，因此在切削过程中，大量的切削热聚集在刀尖处，其温度可达1000℃左右，易导致刀具破损，影响已加工表面质量和加工效率。
（3）刀具磨损破损严重
一方面是由于镍基高温合金组织内含有一些高硬度化合物，另一方面是因为在切削过程中，刀具与工件中的元素在高温高压下发生化学反应，导致刀具的强度下降。
（4）切屑折断困难
在切削过程中，由于切屑不易折断，锯齿形切屑容易擦伤已加工表面，并且对刀具前刀面产生划伤，降低刀具使用寿命及工件的加工精度。
高温合金的难加工属性对于切削加工工艺要求高。高温合金零部件加工一般经过多次切削，并间隔热处理消除内应力。
以航发零部件涡轮盘的切削加工为例，毛坯盘入场后经粗车、精细车、半精车、精密车削、高速铣等切削流程。
国内航发高温合金成品零部件加工市场壁垒高，以中国航发集团下属主机厂为主。此外，航亚科技也有少量相关业务。
4.2 燃气轮机国产化不断推进，中国航发燃机是航改型燃机的主要生产单位
我国燃气轮机产业发展始于 20 世纪 50 年代末，分散在航空、航天、机械、船舶等多个工业系统。目前，国内燃气轮机市场基本被国外燃气轮机产品垄断：重型燃气轮机主要为GE、西门子和三菱重工等公司的产品；中小型工业用燃气轮机主要为GE、罗罗、索拉等公司的产品；船用燃气轮机通过技术引进和自主研制，取得一定进展。
航改型燃气轮机生产制造单位主要是中国航空发动机集团有限公司下属中国航发燃气轮机有限公司。中国航发燃机整合了中国航发集团现有燃气轮机产业资源，重点发展AGT-7、AGT-15、AGT-25、AGT-110“三轻一重”燃气轮机产品，设计生产的各型燃机可满足石油天然气 行业、工矿行业、电力行业、分布式能源与备用应急等多层次应用需求，具有燃料灵活性和低排放性，可兼容多种气、液清洁燃料。
在重型燃气轮机发展路线上，我国采取引进国外先进机组和自主研发两种方式并行发展。在引进国外先进机组方面，通过“打捆招标”，哈气与 GE 合作生产 9FA 燃机，东气和日本 MHI 合作生产 M701F 燃机，上气和德国 SIEMENS 合作生产 V94.3 燃机。此外，上海电气通过国际并购意大利安萨尔多能源能源公司，突破国外 OEM 长期以来对燃气轮机研发、服务的壁垒，逐渐建立起完整的重型燃气轮机开发设计平台。
在自主研发路线上，除中国航发燃机公司的 AGT-110 外，中国联合重型燃气轮机技术有限公司团结国内相关企业、科研院校等各方力量形成产学研用深度融合的联合研发团队，力主研制具有完全自主知识产权的 300MW 级 F 级重型燃气轮机产品。
国家对于我国燃气轮机技术和产业自主化发展高度重视。
2012年启动了“航空发动机与燃气轮机国家科技重大专项”（简称“两机”专项）论证工作。
2015年工作报告明确提出实施燃气轮机重大专项（简称“重燃专项”）。
2016年，国家“十三五”规划将“两机”专项列为百项重大工程之首。我国自主燃气轮机研发制造承担企业包括中国航发燃机公司、中国联合重燃公司等的未来高速发展可期。
5 主机厂推行“小核心、大协作”，中上游一体化成为重要趋势
5.1 产业链发展趋势
产业趋势 1：“小核心、大协作”，整机厂非核心能力外协逐渐增多
“小核心、大协作”是总体厂商重要发展方向。以国外发动机主体厂商 GE、P&W 和 RR 等公司为例，其航发在全球寻找配套厂商。例如，航宇科技与 GE、P&W、SAFRAN、RR、Honeywell、MTU 等公司都有长期协议；中航重机也是 SAFRAN、RR、GE 等公司的锻件供应商。
航发动力除零部件组装、整机总装业务外，也有大量包括叶片、盘/轴类、机匣和燃烧部件的零部件加工业务。在“小核心、大协作”发展方向指引下，主机厂将加快利用社会资源提高航空发动机生产能力和技术水平。主机厂的配套业务外溢将提升配套厂商的市场空间。
产业趋势 2：中上游一体化成为重要趋势
目前，高温合金产业链在航空发动机和燃气轮机领域的下游厂商主要是中国航发集团下属主机厂，产业链中游从事铸造、锻造、粉末冶金等工艺的厂商各有所长，产业链上游高温合金熔炼企业以抚顺特钢为主，冶炼企业逐渐增多。
航空发动机成熟型号产品经过10-20年的发展定型，供应体系已比较成熟，有较高的技术壁垒和资质壁垒。产业链上游具有一定的技术壁垒，由于产业链中游产品种类繁多，不同产品对高温合金材料要求不一，除市场有大批量需求的GH4169等牌号材料外，对中游高温合金材料需求有针对性的供应或是进入产业链上游的重要途径。
参考国外高温合金产业链发展，国外头部高温合金锻铸企业通过产业链拓展提升竞争力。国外知名锻铸企业，例如美国PCC、ATI等，已形成原材料、熔炼合金、锻铸造成形、机加工等完整的产业链条，提升了整体竞争能力。
5.2 重点企业
高温合金产业链呈现上游母合金供给以抚顺特钢为主、下游零部件需求以航发应用为主的两端集中的格局。
产业链中游，根据毛坯件成形工艺不同，分为铸造、锻造、粉末冶金以及其他高温合金热加工。
产业链中游企业较多且各有所长，包括航材院（铸造、粉末冶金）、钢研高纳（铸造、锻造、粉末冶金）、图南股份（铸造）、中科院金属所（铸造）、万泽股份（铸造）、中航重机（锻造）、派克新材（锻造）、航宇科技（锻造）、万航模锻（锻造）、三角防务（锻造）等。
5.2.1 钢研高纳：产品涵盖产业链上游和中游，背靠钢研院技术实力雄厚
钢研高纳高温合金产品基本涵盖所有高温合金的细分领域，具有生产国内80%以上牌号高温合金的技术和能力。
铸造高温合金方面，公司产品包括高温合金母合金、精密铸件、高温合金叶片等；变形高温合金方面，公司产品包括棒材、板材、带材、管材、丝材、环件、涡轮盘等；粉末高温合金方面，公司产品包括高温合金粉末、热等静压合金件、粉末高温合金锻件等；此外，公司还有一些新型高温合金产品。
背靠钢研院，技术实力雄厚。
钢研高纳有享受政府津贴科技人员 8 名以及多名技术人员组成公司的技术团队，占据员工总数的三分之一。
公司控股股东中国钢研科技集团有限公司，是我国金属新材料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构；拥有 5000 余项科研成果，包括国家级奖励 296 项、省部级科技进步奖 1035 项，授权专利 1000 余项；拥有两院院士 9 人、2 个博士后科研流动站和 2 个一级学科博士授权点。为公司的后续发展提供了强有力的后盾。
分业务看，钢研高纳近几年铸造高温合金业务增长迅速，铸造高温合金产品营收由 2016 年的 2.28 亿增长到 2020 年的 9.94 亿，复合增长率 44.58%，铸造高温合金占公司营收的比例由 2016 年的 33.40%提升到 2020 年的 62.74%。新型高温合金具有较高的毛利率水平，2020 年毛利率达 47.30%。
5.2.2 图南股份：兼具铸造和变形高温合金能力，航发大型复杂薄壁结构件重要供应商
图南股份是国内少数同时批量化生产变形高温合金和铸造高温合金（母合金、精密铸件）的企业。图南股份拥有先进的特种冶炼、精密铸造、制管等装备，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、高电阻电热合金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。
图南股份的铸造高温合金包含铸造高温合金母合金及精密铸件，产品主要应用于航空领域。图南股份的变形高温合金可通过冷、热加工工艺，形成棒材、丝材、带材、管材等型材，产品主要应用于航空、核电、燃气轮机、石油化工等领域。此外，图南股份还有部分特种不锈 钢业务，以棒材和无缝管材为主，主要应用于航空等领域。
分产品看，变形高温合金和铸造高温合金（母合金、精密铸件）产品为公司贡献了主要的营收。2020 年，图南股份营收 5.46 亿元，其中铸造高温合金营收 2.00 亿元，占比 36.62%，变形高温合金营收 1.88 亿元，占比 34.35%。产品毛利率方面，公司铸造高温合金产品毛利率高于变形高温合金产品毛利率。
5.2.3 中航重机：贵州安大和陕西宏远两家子公司高温合金锻件业务
先发优势显著近年，中航重机先后剥离了新能源、燃机等非主业资产，聚焦高端航空锻铸造、高端液压环控主营业务。
在锻造业务方面，中航重机主要生产航空及其他军民用钛合金、高温合金、不锈钢等不同材质的模锻件、自由锻件、等温锻件、环锻件，主要产品为飞机用梁、框、接头、吊挂、起落架等结构件，航空发动机和燃机用盘、轴等转动件和机匣、安装边等静止件，导弹发动机和火箭发动机锻件以及其他民用高端锻件。
中航重机的高温合金锻造业务主要由贵州安大和陕西宏远两家子公司承担。贵州安大是航空专业化锻造企业，是航空工业的辗环锻件制造中心及特种锻造行业的领导者。公司技术及工艺优势明显，特别是环型锻件的生产技术处于国内领先水平。陕西宏远是航空工业大型模锻件、精密模锻件的主要生产厂家。
锻造产品营收是中航重机营收的主要组成部分，2020 年，中航重机锻造产品营收 49.01 亿元，占公司营收的 73.17%。毛利率方面，公司整体毛利率及锻造产品毛利率基本维持稳定，2021Q1-Q3，公司整体毛利率达 29.18%，同比提升 2.31 个百分点。
5.2.4 派克新材：锻件业务布局航空航天、石化和电力，近年营收快速增长
派克新材金属锻件产品涵盖由普通碳钢、合金钢、不锈钢以及高温合金、铝合金、钛合金、镁合金等特种合金材料辗制的环形锻件、自由锻件、精密模锻件等各类金属锻件，应用于航空、航天、船舶、电力石化以及其他各类机械等多个领域。
派克新材近几年营收持续增长。2020 年，派克新材营业收入 10.28 亿元，同比增长 16.21%。
分产品看，公司航空航天锻件营收 3.29 亿元，同比增长 47.72%，石化锻件营收 2.65 亿元，同比减少 4.43%，电力锻件营收 2.54 亿元，同比增长 72.57%。2021Q1-Q3，派克新材实现营收 11.91 亿元，超过去年全年水平，同比增长 63.24%。毛利率方面，派克新材近几年毛利率基本保持稳定。
5.2.5 航宇科技：专注环形锻件，生产制造能力受国内外客户认可
航宇科技主要从事难变形金属材料环形锻件研发、生产和销售，产品主要为航空发动机环形锻件。此外，公司产品也应用于航天火箭发动机、导弹、舰载燃机、工业燃气轮机、核电装备等领域。
国内业务方面，航宇科技具备航空航天环锻件研制与生产资质，已全面参与国内所有现役、在研、预研航空、航天环锻件的研制与生产任务，是C919航空发动机长江1000、长江2000 环锻件主研制单位。
国际业务方面，航宇科技环形锻件生产制造能力受国外客户认可。航宇科技目前是全球六大商用航空发动机公司合格供应商，拥有美国GE、P&W、英国RR、法国SAFRAN、德国MTU、美国 Honeywell 合格供方资质。
航宇科技近几年营收快速增长。2020年，受疫情影响航宇科技营收同比增速有所放缓，公司营收6.71亿元，同比增长13.91%。
分业务来看，航空产品营收5.15亿元，占公司营收的76.72%；航天产品营收0.76亿元，占公司营收的11.28%。2021Q1-Q3，公司实现营业收入6.28亿元，同比增长39.05%。
毛利率方面，航宇科技近几年毛利率持续提升。2021Q1-Q3，航宇科技毛利率提升3.93个百分点至32.62%。
5.2.6 三角防务：主营模锻件产品，盈利能力显著
三角防务主要从事军、民用大型精密锻件的研发和制造，产品包括大型军用飞机、民用客机各类框、梁、起落架等整体结构件和航空发动机整体盘件以及其它航空、航天、舰船、兵器、核工业等行业大、中型精密模锻件。
三角防务拥有一台世界排名前列、同时具备模锻、等温锻、热模锻于一体的 400MN 大吨位模锻液压机和一套模锻件生产线，可以满足目前在研、在役的先进飞机、航空发动机 90%以上的大型模锻件生产。
此外，三角防务目前已建成发动机盘环件生产线、理化检测中心、机械加工中心。
营收组成中，模锻件产品为三角防务贡献主要营收。2020 年，三角防务模锻件产品实现营收 5.34 亿元，占公司营收的 86.84%。2021Q1-Q3，三角防务实现营收 7.66 亿元，超过去年全年水平，同比增长 90.14%。毛利率方面，三角防务毛利率基本保持稳定，2021Q1-Q3，公司毛利率同比提升 2.68 个百分点至 47.23%。
5.2.7 航亚科技：业务布局发动机成品零部件供应
航亚科技业务包括航空发动机关键零部件和医疗骨科植入锻件，主要产品包括航空发动机压气机叶片、转动件及结构件（整体叶盘、机匣、涡轮盘及压气机盘等盘环件、整流器、转子组件等）、医疗骨科植入锻件等高性能零部件。
在航空发动机零部件业务方面，航亚科技作为偏下游的成品零部件供应商，上游包括中航重机、三角防务等锻件或铸件供应商，同时还有西部超导等原材料供应商。
产品方面，航亚科技一方面聚焦战略客户，承接其某些在研并逐步开始进入小批量的产品；另一方面，承接某些成熟型号发动机产品的研制。
2020年，航亚科技营收3.01亿元，其中压气机叶片产品营收9829.03万元，转动件及结构件营收2570.34万元，医疗骨科植入锻件营收3387.97万元。
2020年，航亚科技整体毛利率45.65%，其中转动件及结构件产品毛利率32.30%。
5.2.8 应流股份：积极布局航发和燃机用高温合金铸造业务
应流股份主要产品为泵及阀门零件、机械装备构件，应用在航空航天、核电、油气、资源及国防军工等高端装备领域。近年来，应流股份围绕国家重大装备迫切需求，推进“产业链延伸、价值链延伸”，加大技术创新，加快转型升级。
在材料熔炼方面，应流股份拥有镍基合金、钴基合金、高温合金、马氏体不锈钢、超低碳含氮双相不锈钢等100多种特殊材质的高端零部件产品的能力。
在铸造成形方面，应流股份拥有五大铸造工艺，产品单件重量从 20 克到 65 吨不等。
近几年，应流股份营收保持增长，2020年疫情影响公司营收同比略有 下滑。2020 年，应流股份实现营收 18.33 亿元，同比下降1.47%。受益于公司加大国内市场开发、加速新产品交付节奏，加强供应链优化和成本控制，应流股份盈利能力显著提升，毛利率同比提升 2.55 个百 分点至 38.41%，归母净利润同比增长 54.28%至 2.02 亿元。
5.2.9 安吉精铸：前身国营3017厂，生产航空航天用高温合金铸件产品
安吉精铸公司前身为国营3017厂。安吉精铸公司主要生产航空航天铸件、阀门、流量仪表系统、汽车采暖系统、真空热处理设备和真空冶金熔炼设备等产品，产品应用于航空、航天、机械制造、化工等领域。
航空航天铸件产品包括钛合金铸件、高温合金铸件、铝合金铸件、镁合金铸件和钢合金铸件等。
安吉精铸公司生产的高温合金铸件主要有系列中介机匣、整铸涡轮、导向器、增压器、涡轮机匣、尾喷管调节片、燃气涡轮发动机涡轮叶片和导向叶片等。
2020年，安吉精铸公司营收4.68亿元，同比增长4.09%。近几年，安吉精铸销售净利率基本稳定，2020年销售净利率4.25%。
5.2.10 万航模锻：国内领先航空锻件厂商，拥有大型模锻液压机核心设备
万航模锻（中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司）是中国第二重型机械集团有限公司与中国航空工业集团公司共同持股的有限责任公司。
万航模锻以研制生产航空锻件为主导产品，产品包括钛合金、超强钢和结构钢、高温合金和铝合金，覆盖航空、航天、能源、舰船动力等重要行业。
在产品锻造设计、技术工艺、热处理、酸洗、理化检验及模具加工制造等方面，具有国内领先的优势。
万航模锻拥有 800MN 模锻液压机，可制造的大型模具单重 100t，大型轴类模锻件长度达 6.5m，圆形模锻件直径达 2.5m，在国防建设中发挥着不可替代的作用。
6 风险提示
航空发动机增速不及预期；燃气轮机研发批产不及预期；代替高温合金的新材料发展速度超出预期等。
—————————————————————
请您关注，了解每日最新的行业分析报告！
报告属于原作者，我们不做任何投资建议！
如有侵权，请私信删除，谢谢！
获取更多精选报告请登录【远瞻智库官网】或点击：智库官网|文库首页-远瞻智库·为三亿人打造的有用知识平台