分析師:王合緒(執(zhí)業(yè)證書號(hào):S0890510120008）

　　研究助理：白云飛

　　1.介紹高溫合金和鈦合金

　　基于鐵、鎳、鈷的高溫合金可達(dá)600℃~1500℃在上述應(yīng)力作用下長期工作的金屬材料具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化性和耐熱性，疲勞性能好，斷裂韌性好，又稱超合金鈦合金，是指鈦等金屬制成的各種合金屬。大致可分為板材、棒材、管材(前三種占85%)、鍛件、絲材、鑄件等類型。大致可分為板材、棒材、管材(前三種占85%)、鍛件、絲材、鑄件等類型。

　　鎳是高溫合金的核心元素，鈦是鈦。鎳合金的強(qiáng)度、韌性和耐高溫性均優(yōu)于鈦合金，綜合加工成本低于鈦合金。高溫合金具有耐高溫、高速運(yùn)動(dòng)、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，不易替代。

　　1.1. 高溫合金分類及主要應(yīng)用

　　根據(jù)工藝結(jié)構(gòu)，高溫合金可分為變形高溫合金(70%)、鑄造高溫合金(20%)和新型高溫合金(粉末高溫合金和彌散強(qiáng)化高溫合金ODS）；按基體元素可分為鎳基(80%)、鎳鐵基(14%)、鈷基(6%)高溫合金；可分為固溶強(qiáng)化高溫合金和及時(shí)沉淀強(qiáng)化合金。目前，變形高溫合金和鑄造高溫合金是我國應(yīng)用最廣泛、覆蓋最廣泛的合金。目前，變形高溫合金和鑄造高溫合金是我國應(yīng)用最廣泛、覆蓋最廣泛的合金。這兩種工藝的差異導(dǎo)致了其性能和應(yīng)用范圍的差異。

　　1.2. 鈦合金分類及應(yīng)用

　　鈦具有密度低、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)。鈦廣泛應(yīng)用于海、陸、空度高，耐腐蝕性強(qiáng)，這決定了鈦廣泛應(yīng)用于海、陸、空和外部空間。包括航空航天、常規(guī)武器、船舶和海洋工程、核電和火力發(fā)電、化工和石化、冶金、建筑、交通、運(yùn)動(dòng)和日用品等。鈦合金分類多樣，應(yīng)用廣泛。鈦合金分為耐腐蝕鈦合金、耐熱鈦合金、高強(qiáng)度鈦合金、低溫鈦合金、粉末鈦合金、功能鈦合金等。

　　板材、棒材、管材、鍛件、絲材、鑄件等類型按形狀大致可分為板材、棒材、管材產(chǎn)量約占我國鈦材產(chǎn)量 85%。鈦和鈦合金從熔煉到最終產(chǎn)品通常需要三個(gè)步驟：海綿鈦制備、鈦制備和鈦應(yīng)用。前兩步技術(shù)復(fù)雜，制備難度大，是鈦應(yīng)用的難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鈦和鈦的質(zhì)量直接決定了鈦產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　1.3. 與鈦合金相比，高溫合金

　　作為航空航天的高端金屬材料，受益于軍事現(xiàn)代化的升級(jí)，兩者的需求相對(duì)較好，但兩者之間仍存在一些差異：

　　1.不同的應(yīng)用位置：鈦合金需要用于機(jī)身結(jié)構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)身關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件和轉(zhuǎn)動(dòng)件，風(fēng)扇和壓氣機(jī)占先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金葉片的40%；高溫合金側(cè)重于發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝極其復(fù)雜，導(dǎo)致需求周期略有滯后。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝極其復(fù)雜，導(dǎo)致需求周期略有滯后。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)價(jià)值高，使用壽命短于機(jī)身。高溫合金需求繁榮的可持續(xù)性將擴(kuò)大維護(hù)和更換的疊加需求；

　　2、耐用品VS耗材：鈦合金主要用于冷端承載靜止件，具有耐久性，而高溫合金主要用于高溫轉(zhuǎn)動(dòng)件，偏耗材屬性；

　　3、定位不同：目前國內(nèi)航空鈦合金基本定位，高溫合金設(shè)備技術(shù)仍有進(jìn)一步改進(jìn)的空間，尚未完全定位，為進(jìn)口替代留下足夠的空間，特別是變形高溫合金，定位率相對(duì)明顯；

　　4.不同的可替代難度：高溫合金的強(qiáng)度、韌性、耐高溫性和加工性能優(yōu)于鈦合金，可替代性較弱。近年來，碳纖維等復(fù)合材料迅速崛起，或部分替代鈦合金應(yīng)用，高溫合金長期應(yīng)用的戰(zhàn)略地位相對(duì)鞏固。

　　2. 比較高溫合金和鈦合金行業(yè)的壁壘

　　2.1. 高溫合金成分和生產(chǎn)工藝復(fù)雜，壁壘高

　　隨著航空航天的發(fā)展，中國是世界上為數(shù)不多的建立自己高溫合金產(chǎn)業(yè)的國家之一，但與美國等高水平國家仍存在一定差距。主要體現(xiàn)在材料純度低、毛胚合格率低、工業(yè)化應(yīng)用率低、高端產(chǎn)品供應(yīng)不足甚至國產(chǎn)化。主要體現(xiàn)在材料純度低、毛胚合格率低、工業(yè)化應(yīng)用率低、高端產(chǎn)品供應(yīng)不足甚至國產(chǎn)化。

　　由于高溫合金成分復(fù)雜，包括鎳、鐵、鈷、鉻等20或30種合金元素，藝穩(wěn)定性有非常嚴(yán)格的要求。主要包括三個(gè)方面：一是原材料比準(zhǔn)確，各種金屬含量導(dǎo)致產(chǎn)品性能差異，包括原材料純度、顆粒細(xì)度和均勻性；二是生產(chǎn)設(shè)備，特別是真空冶煉和渣重熔段，工藝條件會(huì)影響材料的微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)高端材料要求高；三是后熱處理工藝和無損檢測。因此，科研實(shí)力強(qiáng)、高端設(shè)備多的企業(yè)更具競爭力。

　　由于生產(chǎn)工藝難度大，高溫合金技術(shù)壁壘高，不同類型的產(chǎn)品對(duì)應(yīng)不同的制備工藝。以應(yīng)用最廣泛的變形高溫合金為例，適用于大批量、通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，主要生產(chǎn)工藝包括：真空冶煉工藝鑄造合金錠，通過鍛造、軋熱變形、棒、板、管等材料，最終鍛造成渦輪板、葉片，加工成渦輪板、葉片等部件。

　　高溫合金的技術(shù)瓶頸主要體現(xiàn)在成分、設(shè)備和熱處理三個(gè)方面：

　　成分比直接決定了熔化結(jié)果和后續(xù)工藝，這也是開發(fā)新產(chǎn)品的重要性。成分決定了材料純度、晶粒細(xì)化和均勻性、宏觀偏析防治三個(gè)要求。

　　設(shè)備更重要。設(shè)備對(duì)應(yīng)的加工條件影響最終材料的微觀結(jié)構(gòu)。材料越先進(jìn)，設(shè)備的操作熟練度越重要；真空感應(yīng)爐、真空電弧爐、真空自耗爐、渣爐、水壓機(jī)、精鍛機(jī)等高溫合金生產(chǎn)設(shè)備較多，國內(nèi)外設(shè)備先進(jìn)度差距較大。

　　所有金屬材料的共性是熱處理和無損探傷。

　　此外，由于高溫合金材料和產(chǎn)品的高質(zhì)量可靠性、性能穩(wěn)定性和外觀尺寸精度要求，新進(jìn)入者面臨著較高的認(rèn)證門檻、進(jìn)入成本、資本壁壘和時(shí)間成本。

　　高溫合金行業(yè)需要依靠強(qiáng)大的生產(chǎn)和研發(fā)技術(shù)來確保企業(yè)的正常運(yùn)行，行業(yè)是否涉及產(chǎn)品認(rèn)證，特別是軍事認(rèn)證、周期長、審計(jì)嚴(yán)格，可以說為行業(yè)建立了自然障礙，國內(nèi)外只能形成美國、英國、德國、法國、俄羅斯、日本等少數(shù)國家，世界上只有企業(yè)從事高溫合金 50 家左右。

　　美國在高溫合金的研發(fā)和應(yīng)用方面一直處于世界領(lǐng)先地位，年產(chǎn)量約為5萬元 噸，其中近 50%用于民用工業(yè)。中國、英國、德國和法國是世界上高溫合金生產(chǎn)和研發(fā)的主要代表。英國是世界上最早開發(fā)高溫合金的國家之一。日本在鎳基單晶高溫合金、鎳基超塑性高溫合金和氧化物晶粒擴(kuò)散強(qiáng)化高溫合金領(lǐng)域取得了重大突破。近年來，日本一直致力于開發(fā)新型耐高溫合金，并于1200年成功開發(fā)℃新合金在高溫下仍能保持足夠的強(qiáng)度。

　　中國經(jīng)過50多年的發(fā)展，形成了一定規(guī)模的先進(jìn)生產(chǎn)基地。結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的相關(guān)參與者，中國制造商專注于航空航天領(lǐng)域最大的變形高溫合金冶煉和鍛造，在大規(guī)模生產(chǎn)高溫合金母合金、板、棒、鍛造材料方面具有很大的優(yōu)勢。主要參與者包括寶武特種冶金有限公司（寶武特種冶金）、江油長城特種鋼有限公司（攀鋼）、北京航空材料研究所、中國科學(xué)院金屬研究所等非上市企業(yè)（主要研究，生產(chǎn)規(guī)模小）。撫順特種鋼、寶武特種冶金、攀鋼是中華人民共和國成立以來建立的三個(gè)高溫合金生產(chǎn)基地，歷史悠久。

　　2.2. 鈦加工壁壘高于冶煉，幾乎雙寡頭競爭

　　鈦合金的制備工藝比高溫合金簡單，難點(diǎn)集中在海綿鈦和鈦的制備上。鈦產(chǎn)業(yè)鏈的核心障礙不是上游資源和中游冶煉，而是鈦的加工能力，特別是高端鈦的研發(fā)能力和制造工藝。鈦合金加工壁壘高鑄，導(dǎo)致綜合壁壘高，催生了近乎雙寡頭的競爭格局。雖然原料金屬鈦的價(jià)格遠(yuǎn)低于鎳，但由于鈦合金后端加工工藝復(fù)雜，部分鈦合金產(chǎn)品的價(jià)格相當(dāng)于高溫合金，甚至略高。

　　3. 核心企業(yè)在高溫合金領(lǐng)域

　　高準(zhǔn)入壁壘鑄就了高溫合金穩(wěn)定的供應(yīng)體系

　　縱觀全球， 目前，只有美國、英國、俄羅斯和中國有完整的高溫合金體系，能夠生產(chǎn)航空航天高溫合金的企業(yè)不超過 50 家。漢因斯-斯泰特是一家特殊的金屬公司（ Haynes-Stellite Company）、以國際因科、豪邁特、卡彭特為代表，主要集中在美國、英國、德國、日本等國家，整個(gè)行業(yè)具有明顯的寡頭特征。

　　從國內(nèi)角度已形成一定規(guī)模的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)基地。撫順特鋼主要是變形高溫合金，其市場份額達(dá)到 80%規(guī)模優(yōu)勢明顯，行業(yè)領(lǐng)先 擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃將于2020年初發(fā)布。

　　撫順特鋼高溫合金在航空航天市場占有率高 超過80%的超高強(qiáng)度鋼在航空航天市場占有率高達(dá) 95%以上。1956 撫順特鋼成功冶煉新中國第一爐高溫合金 GH3030拉開了高溫合金行業(yè)從無到有、從低到高，從模仿到獨(dú)立創(chuàng)新的序幕。目前，撫順特種鋼掌握了高溫合金和耐腐蝕合金的核心生產(chǎn)技術(shù)，為中國第一顆人造地球衛(wèi)星、第一枚導(dǎo)彈、第一艘潛艇和許多國家重點(diǎn)項(xiàng)目和國防項(xiàng)目提供了大量的關(guān)鍵特種鋼材料；為中國長征火箭、神舟宇宙飛船和嫦娥一號(hào)月球探測項(xiàng)目提供了關(guān)鍵材料。

　　由于高溫合金的技術(shù)壁壘和資金壁壘較高，是整個(gè)特鋼行業(yè)盈利能力最強(qiáng)的產(chǎn)品之一。變形高溫合金價(jià)格15-20萬/噸，鑄造高溫合金價(jià)格約40萬元/噸。它的毛利率也很高。

　　變形高溫合金在我國高溫合金領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛，約占比例 70%已經(jīng)形成了從研發(fā)到產(chǎn)品的完整產(chǎn)業(yè)鏈。國內(nèi)變形高溫合金系列產(chǎn)品制造商分類：

　　1)大型鋼鐵生產(chǎn)基地:撫順特鋼、寶鋼、長城特鋼等大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)大批量合金板材、棒材、鍛件。

　　2)研究機(jī)構(gòu)及其生產(chǎn)基地：以中國科學(xué)院金屬研究所、北京航空材料研究所、鋼鐵研究所為代表的研究生產(chǎn)基地，具有部分變形高溫合金的制造能力。

　　3)從事高溫合金鍛造的企業(yè):陜西宏遠(yuǎn)、貴州安大、 萬航模鍛， 鋼研高鈉、 貴州航空航天科技等。陜西宏遠(yuǎn)、貴州安大均為全資子公司；鍛造業(yè)軍工企業(yè)定位高端，民營鍛造企業(yè)注重中低端市場。

　　在上市公司層面，撫順特鋼、鋼研高納、圖南股份主要從事高溫合金相關(guān)業(yè)務(wù)，其中撫順特鋼、鋼研高納是傳統(tǒng)鑄造高溫合金的領(lǐng)導(dǎo)者，圖南股份是新的私人供應(yīng)商。

　　鋼研高納

　　鋼研高納是我國高溫合金領(lǐng)域技術(shù)最先進(jìn)、生產(chǎn)類型最齊全的企業(yè)之一，是鑄造高溫合金領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。鋼研高納產(chǎn)品涵蓋鑄造高溫合金、變形高溫合金和新型高溫合金三個(gè)領(lǐng)域 技術(shù)和能力超過80%的高溫合金， 是我國高溫合金領(lǐng)域技術(shù)水平最先進(jìn)、生產(chǎn)類型最齊全的企業(yè)之一， 多細(xì)分產(chǎn)品占據(jù)市場主導(dǎo)地位。其中，母合金、軸晶鑄件、定向晶/單晶鑄件等精鑄產(chǎn)品可同時(shí)在鑄造高溫領(lǐng)域生產(chǎn)，在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫母合金的市場份額超過 30%，航天發(fā)動(dòng)機(jī)精鑄市場份額超過90%。目前，公司已開發(fā)了120種高溫合金 其余的。變形高溫合金 90 各種粉末高溫合金 10 這類合金占全國其他合金的80%以上。201年，中國高溫合金手冊(cè)最新出版 在個(gè)牌號(hào)中，公司及其前身牽頭研發(fā) 114 占總牌號(hào)數(shù)量的56%。

　　圖南股份

　　圖南有限公司是能同時(shí)生產(chǎn)變形高溫合金、鑄造高溫合金(母合金、精密鑄件)產(chǎn)品的企業(yè)之一。圖南的主要產(chǎn)品包括鑄造高溫合金母合金、精密鑄件、變形高溫合金產(chǎn)品等，擁有大型高溫合金復(fù)雜薄壁精密鑄件的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)。公司已經(jīng)形成了它 K 高溫合金系列鑄造， GH 共30個(gè)系列變形高溫合金 在航空和核電領(lǐng)域批量提供各種完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

　　撫順特鋼

　　國內(nèi)變形高溫合金絕領(lǐng)先

　　，國內(nèi)老特鋼新材料企業(yè)。公司是我國軍工配套材料的重要研發(fā)生產(chǎn)基地，擁有60-70個(gè) 萬噸鋼材產(chǎn)能。高溫合金、超高強(qiáng)度鋼、特種不銹鋼是核心三高一特產(chǎn)，產(chǎn)量規(guī)模居中國第一，高端市場份額達(dá)到60%。

　　沙鋼入主，實(shí)質(zhì)性管理改進(jìn)。2017年，東北特鋼集團(tuán)實(shí)施破產(chǎn)重組計(jì)劃，沙鋼集團(tuán)實(shí)際控制人沈文榮入主。自沙鋼入主撫鋼兩年以來，公司在經(jīng)營管理各方面采取了綜合措施，經(jīng)營指標(biāo)明顯提高 年前三季度，公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 4.04 億元，同比增長132.6%。實(shí)現(xiàn)凈利率 8.34%是歷史上最好的水平。

　　老高溫合金領(lǐng)頭羊明顯被低估。公司高溫高強(qiáng)度產(chǎn)品產(chǎn)能2萬噸，是我國規(guī)模最大、品種最強(qiáng)的產(chǎn)品。超過50%的利潤來自高端產(chǎn)品，利潤比公司最大，未來還有增長空間。