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2022年高溫合金行業(yè)之隆達(dá)股份研究報(bào)告
1.隆達(dá)股份:發(fā)展迅速的高溫合金后起之秀
1.1高溫合金材料專家,股權(quán)結(jié)構(gòu)清晰
隆達(dá)股份成立于2004年,從最初生產(chǎn)空調(diào)銅管,產(chǎn)品系列不斷升級(jí)到紫銅盤管、銅鎳合金管、高效管乃至高溫合金,已經(jīng)成為一家集合金材料、戰(zhàn)略性高溫合金新材料等為一體的企業(yè)集團(tuán)。根據(jù)公司招股說(shuō)明書,公司業(yè)務(wù)屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)分類中“C32有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)”。
浦益龍、虞建芬和浦迅瑜三人為公司的實(shí)際控制人。浦益龍是公司的控股股東,直接持有公司47.73%的股權(quán),同時(shí)其控制的無(wú)錫云上印象投資中心(有限合伙)、無(wú)錫云上逐夢(mèng)投資中心(有限合伙)、無(wú)錫云上初心投資中心(有限合伙)分別持有公司6.62%、2.03%、2.03%的股權(quán);另外浦益龍妻子虞建芬、女兒浦迅瑜分別持有公司3.31%和3.31%的股權(quán);浦益龍與虞建芬、浦迅瑜共同對(duì)公司進(jìn)行實(shí)際控制。為了充分調(diào)動(dòng)核心技術(shù)人員的積極性、維護(hù)團(tuán)隊(duì)穩(wěn)定,公司已完成對(duì)核心技術(shù)人員的股權(quán)激勵(lì)。
公司主要從事高溫合金與合金管材的研發(fā)、制備和銷售。高溫合金可細(xì)分為鑄造高溫合金、變形高溫合金(以下統(tǒng)稱“高溫合金”),主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)、艦艇和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片、渦輪盤、高壓氣機(jī)盤和燃燒室等高溫部件,還用于制造航天飛行器、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆、石油化工設(shè)備等能源轉(zhuǎn)換裝置,是國(guó)家國(guó)防強(qiáng)軍建設(shè)戰(zhàn)略、能源戰(zhàn)略等關(guān)鍵的核心戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。公司合金管材主要為高性能銅鎳合金管、高效換熱管和高鐵貫通地線管等,主要用于船舶、核電、電力、海水淡化、海洋工程、化工、軌道交通等領(lǐng)域。
1.2高溫合金業(yè)務(wù)快速發(fā)展,為公司戰(zhàn)略重點(diǎn)
公司2015年進(jìn)入高溫合金領(lǐng)域,已經(jīng)取得重大進(jìn)展,成為行業(yè)的后起之秀。高溫合金產(chǎn)品貢獻(xiàn)的收入占比從2018年度的6.0%增長(zhǎng)至2021年度的42.2%,貢獻(xiàn)的毛利占比從2018年度的19.6%增長(zhǎng)至2021年度的66.6%。目前,高溫合金業(yè)務(wù)是公司的戰(zhàn)略重點(diǎn),公司正積極推進(jìn)相關(guān)重大投資和市場(chǎng)開拓。
公司是高溫合金領(lǐng)域的后來(lái)者,主導(dǎo)牌號(hào)對(duì)標(biāo)“兩機(jī)”(航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī))領(lǐng)域的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。公司在整合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)成熟工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上,借助承擔(dān)和參與國(guó)家重大專項(xiàng)的機(jī)遇不斷自主創(chuàng)新,形成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)體系,在合金純凈度、成分均勻性、組織一致性和力學(xué)性能穩(wěn)定性等方面均實(shí)現(xiàn)重大突破;結(jié)合自身技術(shù)體系,公司從美國(guó)、德國(guó)知名設(shè)備供應(yīng)商定制了先進(jìn)生產(chǎn)工藝設(shè)備;建立了國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室,取得了CNAS國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和NADCAP國(guó)際實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證以及中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司的特種工藝資質(zhì)批準(zhǔn)。
在高溫合金項(xiàng)目第一期,公司投資建設(shè)了鑄造高溫合金母合金生產(chǎn)線,于2016年完成安裝和調(diào)試,于2017年開始批量生產(chǎn)。公司鑄造高溫合金產(chǎn)品自投產(chǎn)以來(lái),經(jīng)過(guò)短短不到4年時(shí)間,產(chǎn)品牌號(hào)已涵蓋民用和軍用領(lǐng)域,終端應(yīng)用包括航空航天、能源、汽車等行業(yè)。在高溫合金項(xiàng)目第二期,公司投資建設(shè)了變形高溫合金生產(chǎn)線,并于2020年完成安裝,目前處于小規(guī)模生產(chǎn)階段。公司已經(jīng)小批量制備下游需求量最大的變形高溫合金GH4169,目前已成為多家軍工客戶的合格供應(yīng)商,應(yīng)用在航空、航天、石化、油氣等領(lǐng)域。
我們認(rèn)為隨著公司高溫合金產(chǎn)能的逐步落地,其高溫合金業(yè)務(wù)將會(huì)持續(xù)快速增長(zhǎng),成為公司未來(lái)主要業(yè)務(wù)及利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。未來(lái),公司將適時(shí)適度進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈縱向拓展延伸,從涉足鑄造高溫合金母合金、變形高溫合金,逐步實(shí)現(xiàn)向航空級(jí)高品質(zhì)高溫合金棒材、板材、絲材等產(chǎn)品鏈的延伸和拓展。
2.高溫合金需求旺盛,國(guó)內(nèi)供不應(yīng)求
2.1行業(yè)現(xiàn)狀:長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,市場(chǎng)空間較大
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料;并具有較高的高溫強(qiáng)度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性。
基于上述性能特點(diǎn),且高溫合金的合金化程度較高,又被稱為“超合金”,是廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、艦船的一種重要材料。按基體元素來(lái)分,高溫合金又分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金。鐵基高溫合金使用溫度一般只能達(dá)到750~780℃,對(duì)于在更高溫度下使用的耐熱部件,則采用鎳基和難熔金屬為基的合金。鎳基高溫合金在整個(gè)高溫合金領(lǐng)域占有特殊重要的地位,它廣泛地用來(lái)制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)最熱端部件。
高溫合金分類
高溫合金大體上有三種劃分方式:根據(jù)基體元素種類、根據(jù)合金強(qiáng)化類型和根據(jù)材料成型方式。1)按制造工藝分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫冶金三類。2)按合金的主要元素分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金三類。3)按強(qiáng)化方式分為固溶強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化、氧化物彌散強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化等。
變形高溫合金:指可以進(jìn)行冷、熱變形加工,具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng)韌性指標(biāo),具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金,工作溫度-253-1320℃。按其熱處理工藝可分為固溶強(qiáng)化型合金和時(shí)效強(qiáng)化型合金。其中固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件;時(shí)效強(qiáng)化型合金一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)件。
鑄造高溫合金:以鑄造方法直接制備零部件的高溫合金材料,工作溫度在1300-1500攝氏度,主要應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪葉片(包括成材率較低的單晶葉片)、導(dǎo)向葉片、整鑄渦輪、增壓器、渦輪機(jī)匣、尾噴管調(diào)節(jié)器等。
粉末高溫合金:將高合金化難變形的高溫合金用氣體霧化、等離子旋轉(zhuǎn)電極等方法制成高溫合金粉末,然后采用熱等靜壓或熱擠壓等方法將粉末制成坯料,最后制成渦輪盤等零件。粉末高溫合金由于粉末顆粒小,制粉時(shí)冷卻速度快,消除了偏析,改善了熱加工性,提高了高溫合金的組織均勻性、屈服強(qiáng)度和疲勞性。目前國(guó)內(nèi)粉末高溫合金主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的高壓渦輪盤等重要部件上。
高溫合金市場(chǎng)現(xiàn)狀
高溫合金材料由于其良好的耐高溫,耐腐蝕等性能,已經(jīng)從航空航天領(lǐng)域逐漸被應(yīng)用到電力,船艦,汽車,冶金,玻璃制造,核電等工業(yè)領(lǐng)域。隨著高溫合金的發(fā)展,新型高溫合金材料的出現(xiàn),高溫合金的市場(chǎng)需求處于逐步擴(kuò)大和增長(zhǎng)的趨勢(shì)。目前,全球高溫合金主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,占總使用量的55%,其次是電力領(lǐng)域(20%)和機(jī)械領(lǐng)域(10%)。
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,2019年我國(guó)高溫合金市場(chǎng)規(guī)模為169.8億元,相比2018年的127.2億元,增長(zhǎng)了33.52%。隨著高溫合金需求的不斷上升,產(chǎn)業(yè)前景向好。近年來(lái),我國(guó)出臺(tái)了一系列產(chǎn)業(yè)政策支持高溫合金研發(fā)與生產(chǎn),其中《中國(guó)制造2025》提出大力推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將包含高端金屬結(jié)構(gòu)材料在內(nèi)的六大新材料作為發(fā)展重點(diǎn),明確力爭(zhēng)在2025年以前使我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入世界一流強(qiáng)國(guó)行列。
2.2自主可控背景下,高溫合金需求旺盛
根據(jù)我們的測(cè)算,未來(lái)高溫合金在我國(guó)軍機(jī)、航空、核電等領(lǐng)域需求將大幅提升,2021年上述領(lǐng)域需求約為1.9萬(wàn)噸,2025年預(yù)計(jì)將達(dá)到2.8萬(wàn)噸以上。在保障供應(yīng)鏈自主可控的大背景下,性要求緊迫。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)需求
我國(guó)軍用飛機(jī)數(shù)量增長(zhǎng)與升級(jí)換裝需求迫切,未來(lái)增長(zhǎng)可期。我國(guó)政府在《新時(shí)代的中國(guó)國(guó)防》白皮書中指出,當(dāng)今世界國(guó)際力量加快分化組合,國(guó)際戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)呈上升之勢(shì),全球和地區(qū)性安全問題持續(xù)增多,因此調(diào)整優(yōu)化軍事力量體系、提高國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化水平是中國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略任務(wù),也是新時(shí)代軍隊(duì)建設(shè)的歷史使命。目前,我國(guó)特色軍事變革取得重大進(jìn)展,殲10、殲15、殲20等先進(jìn)武器有序列裝,但我國(guó)與世界先進(jìn)軍事水平相比還存在差距,全球裝備數(shù)量排名前10的戰(zhàn)斗機(jī)中多以美俄型號(hào)為主,我國(guó)僅二代機(jī)殲-7入列。未來(lái)隨著“十四五”強(qiáng)國(guó)強(qiáng)軍政策的落實(shí),我國(guó)軍機(jī)數(shù)量增加需求迫切。
中美現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)結(jié)構(gòu)差距明顯,戰(zhàn)備序列亟需升級(jí)換裝。戰(zhàn)斗機(jī)是各國(guó)軍隊(duì)的主力兵器和軍隊(duì)實(shí)力的中堅(jiān)力量,對(duì)于奪取制空權(quán)、維護(hù)國(guó)家領(lǐng)土安全起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)全球航空數(shù)據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)FlightGlobal《worldairforce2021》報(bào)告顯示,從戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量(包括轟炸機(jī))來(lái)看,美國(guó)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),我國(guó)超越俄羅斯排名第二,2020年美國(guó)現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)總量為2717架,我國(guó)1571架,分別占全球戰(zhàn)斗機(jī)總量的19%和11%。從戰(zhàn)機(jī)結(jié)構(gòu)分布來(lái)看,我國(guó)二代機(jī)和三代機(jī)數(shù)量占比大致相當(dāng),而美軍已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了二代戰(zhàn)機(jī)向三代/四代戰(zhàn)機(jī)的轉(zhuǎn)移,隨著未來(lái)我國(guó)二代戰(zhàn)機(jī)將逐步退出戰(zhàn)備序列,主戰(zhàn)機(jī)型將以三代機(jī)為主逐漸向四代機(jī)過(guò)渡,軍隊(duì)?wèi)?zhàn)機(jī)亟需換代升級(jí),航空發(fā)動(dòng)機(jī)需求有望持續(xù)增加。
在總軍機(jī)保有量上,2020年我國(guó)軍用飛機(jī)數(shù)量為3260架,占全球軍用飛機(jī)市場(chǎng)份額的6%。橫向?qū)Ρ?,排名第一的美?guó)擁有13232架軍用飛機(jī),占比25%;排名第二的俄羅斯擁有4143架軍用飛機(jī),占比8%,我國(guó)與美國(guó)差距明顯。縱向?qū)Ρ?,雖然市場(chǎng)占比沒有發(fā)生變化,但2015年我國(guó)軍用飛機(jī)數(shù)量?jī)H為2942架,2016-2020年我國(guó)軍用飛機(jī)年復(fù)合增速為2.49%??紤]到國(guó)際局勢(shì)動(dòng)蕩背景,假設(shè)未來(lái)5年我國(guó)每年軍用飛機(jī)增速保持在2%,預(yù)計(jì)2025年我國(guó)軍用飛機(jī)保有量將接近3600架。
為滿足我國(guó)軍機(jī)升級(jí)換代需求,新型戰(zhàn)機(jī)替換老舊戰(zhàn)機(jī)趨勢(shì)明確。因此,我國(guó)每年新增軍機(jī)總需求為軍機(jī)凈增量與退役替換機(jī)數(shù)量之和。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟,高溫合金材料需求迫切。我們假設(shè):每年軍用飛機(jī)更換比例為5%,每架軍用飛機(jī)配備2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)換備系數(shù)為1.1。未來(lái)5年,我國(guó)新增軍機(jī)需求有望達(dá)到250架/年,新增發(fā)動(dòng)機(jī)需求將超過(guò)500臺(tái)/年。
近年來(lái),隨著我國(guó)軍事訓(xùn)練向?qū)崙?zhàn)化、常態(tài)化轉(zhuǎn)變,航空發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)需求提升。我們假設(shè):航空發(fā)動(dòng)機(jī)大修壽命為600小時(shí),年運(yùn)行時(shí)間在250~300小時(shí)。因此在役發(fā)動(dòng)機(jī)平均2-2.5年需要進(jìn)行一次大修。在新型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,高溫合金用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的40%~60%以上,主要用于燃燒室、渦輪導(dǎo)向葉片(又稱導(dǎo)向器)、渦輪工作葉片、渦輪盤等熱端部件,此外還用于機(jī)匣、環(huán)件、尾噴口等部件。假設(shè)單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)重量2噸,其中高溫合金為1噸,按照20%的成材率計(jì)算,則單臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高溫合金需求約為5噸。
綜合上述假設(shè),我們預(yù)計(jì)2020年至2025年我國(guó)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫合金需求將從15899噸增長(zhǎng)至20714噸,年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.43%。
航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)需求
我國(guó)正在實(shí)施空間站及探索外太空計(jì)劃,未來(lái)航天探索將會(huì)走向宇宙深處。當(dāng)前,從火箭發(fā)射次數(shù)來(lái)看,2020年美國(guó)世界排名第一,共發(fā)射44次,其中成功發(fā)射40次;我國(guó)排名第二,共發(fā)射39次,其中成功發(fā)射35次。
從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能的主要指標(biāo)推力來(lái)看,我國(guó)長(zhǎng)征5號(hào)助推器采用的是液氧-煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)YF-100,其真空推力僅為美國(guó)宇宙神V型火箭引進(jìn)的俄羅斯RD-180型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的1/3,是俄羅斯質(zhì)子號(hào)RD-253火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的70%;長(zhǎng)征5號(hào)芯一級(jí)采用的是液氫-液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)YF-77,其真空推力僅為歐洲阿麗亞娜V火箭Vulcain2發(fā)動(dòng)機(jī)推力的50%,也落后于日本LE-7A火箭發(fā)動(dòng)機(jī)?;鸺l(fā)動(dòng)機(jī)性能落后的根本原因在于高溫合金材料的差距,我國(guó)建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)的宏偉藍(lán)圖對(duì)高溫合金提出了持續(xù)性需求。目前我國(guó)重型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征九號(hào)正在研制過(guò)程中,預(yù)計(jì)未來(lái)航天領(lǐng)域?qū)Ω邷睾辖鸬男枨髮⑦M(jìn)入新的增長(zhǎng)期。
高溫合金是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件燃燒室和渦輪泵的關(guān)鍵用材。目前我國(guó)火箭的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)99%到100%,基本實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化,但相較于歐美及俄羅斯等航天強(qiáng)國(guó)的先進(jìn)水平還有一定差距。
我國(guó)未來(lái)的主力運(yùn)載火箭長(zhǎng)征七號(hào)助推器配置4臺(tái)YF-100發(fā)動(dòng)機(jī),火箭芯一級(jí)采用2臺(tái)YF-100發(fā)動(dòng)機(jī),火箭芯二級(jí)采用4臺(tái)YF-115發(fā)動(dòng)機(jī);長(zhǎng)征八號(hào)助推器配置2臺(tái)YF-100發(fā)動(dòng)機(jī),火箭芯一級(jí)采用2臺(tái)YF-100發(fā)動(dòng)機(jī),火箭芯二級(jí)采用2臺(tái)YF-75發(fā)動(dòng)機(jī)。YF-100發(fā)動(dòng)機(jī)自重約1.9噸,YF-115發(fā)動(dòng)機(jī)自重約0.23噸,YF-75發(fā)動(dòng)機(jī)自重約0.11噸。
根據(jù)顧明初1998年在中國(guó)航空學(xué)會(huì)重量工程專業(yè)學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表的《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量》一文,火箭渦輪泵質(zhì)量占發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的20%-26%(以下測(cè)算取23%),燃燒室質(zhì)量占發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的1.2%-3.3%(以下測(cè)算取2.3%),假設(shè)高溫合金成材率為30%,則每枚長(zhǎng)征七號(hào)所需高溫合金用量為10.39噸,每枚長(zhǎng)征八號(hào)所需高溫合金用量為6.59噸。
近年來(lái),我國(guó)太空探索任務(wù)逐步增加,2016年至2020年我國(guó)年發(fā)射火箭CAGR為15.38%。假設(shè)我國(guó)未來(lái)5年火箭發(fā)射次數(shù)年增長(zhǎng)率為10%,其中長(zhǎng)征七號(hào)和長(zhǎng)征八號(hào)的發(fā)射占比為1:2。在不考慮發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)與試驗(yàn)測(cè)試需求的情況下,我們預(yù)計(jì)2025年航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求量將達(dá)到443噸,呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
2.3民用市場(chǎng)前景廣闊,國(guó)際市場(chǎng)空間巨大
高溫合金在全球民航發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器市場(chǎng)均有大量需求,根據(jù)我們的測(cè)算,2022年需求規(guī)模可達(dá)20萬(wàn)噸以上。同時(shí),這幾個(gè)行業(yè)的格局都非常清晰,頭部企業(yè)占據(jù)大部分的市場(chǎng)份額。本土高溫合金企業(yè)若能進(jìn)入國(guó)際頭部客戶供應(yīng)鏈將有望分享全球市場(chǎng)發(fā)展紅利。
民航飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)需求
目前,全球民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域主要由美國(guó)的GE、普惠和歐洲的羅羅、賽峰四大發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭所把持,加上其相互聯(lián)合組建的CFM、IAE、EA這三家公司,全球的市場(chǎng)幾乎全部由其占據(jù)。根據(jù)FlightGlobal《CommercialEngines2021》數(shù)據(jù)顯示,CFM國(guó)際處于全球民航發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)跑地位,其交付量占2020年世界總交付量的39%,積存量達(dá)到了全球積存量的52%。近年來(lái)我國(guó)在材料冶金、鑄造和壓力加工等工藝技術(shù)上取得積極進(jìn)展,未來(lái)有望在民航發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商市場(chǎng)中占得一席之地。
目前,商用窄體客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)主要由CFM國(guó)際和IAE兩家公司主導(dǎo),市占率達(dá)90%;商用寬體客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)主要由GE和羅羅兩大巨頭支撐,市占率超80%。
空客市場(chǎng)預(yù)測(cè)報(bào)告《AirbusGlobalMarketForecast2021-2040》指出,2020年初全球商用飛機(jī)共22,950架,報(bào)告中考慮到了造成的影響,預(yù)計(jì)2040年末全球商用飛機(jī)共46,720架,計(jì)算可得20年CAGR為3.62%,據(jù)此我們假設(shè)2020-2025年年均增長(zhǎng)率為3.62%。據(jù)飛機(jī)回收協(xié)會(huì)(Aircraftfleetrecyclingassosiation)預(yù)測(cè),未來(lái)20年將有12000架飛機(jī)退役,平均每年有600架飛機(jī)退役,因此我們假設(shè)商用飛機(jī)更新比率為2%,新增飛機(jī)總需求為飛機(jī)凈增量與退役替換機(jī)二者之和。寬體客機(jī)通常配備有4臺(tái)或6臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),窄體客機(jī)通常配備2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),考慮到市場(chǎng)中窄體客機(jī)占比更多,因此我們假設(shè)每架飛機(jī)平均配備2.5臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。
民用飛機(jī)使用壽命大約為24年,在其生命周期內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)通常需要大修3次,因此每8年需大修一次。我們選取窄體客機(jī)和寬體客機(jī)的代表性機(jī)型空客A320系列和波音777系列所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)CFM56-5B和GE90為參考,其質(zhì)量分別為2.4噸和9噸。考慮到市場(chǎng)中寬體客機(jī)和窄體客機(jī)數(shù)量占比約為1:3,加權(quán)平均計(jì)算可得商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量約為4噸。按照單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金占比50%,高溫合金成材率20%假設(shè),我們預(yù)計(jì)到2025年全球民航發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求量為127,295噸。
作為我國(guó)高溫合金企業(yè),中短期內(nèi),若能進(jìn)入GE、羅羅等四大航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司采購(gòu)體系,其將有機(jī)會(huì)覆蓋全球航空市場(chǎng)需求。中長(zhǎng)期看,中國(guó)商飛與中國(guó)商發(fā)將在未來(lái)的民航市場(chǎng)占有一席之地,本土企業(yè)有望占得先機(jī)。
燃?xì)廨啓C(jī)需求
燃?xì)廨啓C(jī)是高溫合金的另一個(gè)主要用途。燃?xì)廨啓C(jī)裝置是一種以空氣及燃?xì)鉃榻橘|(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動(dòng)機(jī),主要由空氣壓縮機(jī),燃燒室,葉輪系統(tǒng)及回?zé)嵫b置四部分構(gòu)成。因其噴射到葉輪上的氣體溫度高達(dá)1300℃,且工作壽命要求達(dá)到50,000-100,000小時(shí),因此高溫合金為燃?xì)廨啓C(jī)的重要制成材料。GE、西門子、三菱三大巨頭壟斷全球高端燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)。據(jù)McCoyPowerReports數(shù)據(jù),2020年上半年全球燃?xì)廨啓C(jī)訂單總功率為15,950兆瓦,其中西門子市場(chǎng)份額領(lǐng)先,占比為29.7%;GE公司緊隨其后,市場(chǎng)占比27.6%;三菱公司位列第三,市場(chǎng)占比21.8%。
據(jù)ForecastInternational對(duì)全球2020-2029年燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)分析,2020年全球燃?xì)廨啓C(jī)需求量為348臺(tái),到2025年燃?xì)廨啓C(jī)需求量為434臺(tái)。燃?xì)廨啓C(jī)分為輕型燃?xì)廨啓C(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī),輕型燃?xì)廨啓C(jī)為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)型,其優(yōu)勢(shì)在于裝機(jī)快、體積小、啟動(dòng)快、簡(jiǎn)單循環(huán)效率高,主要用于電力調(diào)峰、船舶動(dòng)力。重型燃?xì)廨啓C(jī)為工業(yè)型燃機(jī),其優(yōu)勢(shì)為運(yùn)行可靠、排煙溫度高、聯(lián)合循環(huán)組合效率高,主要用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)。
McCoyPowerReports數(shù)據(jù)表明,2020年上半年全球燃?xì)廨啓C(jī)總訂單量為171臺(tái),其中輕型燃?xì)廨啓C(jī)訂單量為133臺(tái),因此我們假設(shè)輕型燃?xì)廨啓C(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)在全球燃?xì)廨啓C(jī)總需求量中的比例約為3:1,其中輕型燃?xì)廨啓C(jī)質(zhì)量以GE公司LM2500為參考,重約25噸;重型燃?xì)廨啓C(jī)質(zhì)量以西門子公司SGT5-8000H型燃?xì)廨啓C(jī)為參考,重約390噸。按照高溫合金重量占比50%,成材率40%假設(shè),我們預(yù)計(jì)到2025年全球燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金需求量為63,066噸。
2.4高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈:國(guó)內(nèi)產(chǎn)能供給不足
1956年第一爐高溫合金GH3030試煉成功,迄今為止,我國(guó)高溫合金的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用已歷經(jīng)60多年的發(fā)展歷程,已具備了高溫合金新材料、新工藝自主研發(fā)和研究的能力。目前,我國(guó)生產(chǎn)能力與需求相比存在兩個(gè)缺口:(1)生產(chǎn)能力不足。目前我國(guó)高溫合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量有限,生產(chǎn)能力與需求之間存在較大缺口,燃?xì)廨啓C(jī)、核電等領(lǐng)域的高溫合金主要還依賴進(jìn)口。(2)高端產(chǎn)品難以滿足應(yīng)用需求。我國(guó)的高溫合金生產(chǎn)水平與美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家有著較大差距,隨著我國(guó)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步,高溫合金材料在供應(yīng)上將存在無(wú)法滿足應(yīng)用需求的現(xiàn)象。
高溫合金行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘,國(guó)內(nèi)外從業(yè)企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少。國(guó)外以SMC、Carpenter、HaynesInternational,INC等為代表。國(guó)內(nèi)現(xiàn)從事高溫合金材料生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量有限,主要是基于國(guó)家在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期規(guī)劃的高溫合金生產(chǎn)基地和研發(fā)基地以及一些原航空工業(yè)配套高溫合金鑄件的專業(yè)鑄造單位。
當(dāng)前,我國(guó)具備高溫合金大規(guī)模生產(chǎn)能力的企業(yè)包括:撫順鋼鐵,鋼研高納,西部超導(dǎo),圖南股份等。其中,撫順特鋼的產(chǎn)能規(guī)模最大,達(dá)到5000噸以上,緊隨其后的是鋼研高納、西部超導(dǎo)、圖南股份等,產(chǎn)能規(guī)模在3000~1450噸水平。整體而言,我國(guó)高溫母合金行業(yè)還沒有形成較大規(guī)模的企業(yè)。面對(duì)市場(chǎng)供給缺口,部分企業(yè)正在進(jìn)行新產(chǎn)能布局,但與當(dāng)前我國(guó)每年近3萬(wàn)噸的需求還有較大差距。
3.隆達(dá)股份技術(shù)領(lǐng)先,已進(jìn)入國(guó)內(nèi)外軍民產(chǎn)品供應(yīng)鏈
3.1注重研發(fā)投入,技術(shù)實(shí)力領(lǐng)先
公司注重研發(fā)投入,2021年研發(fā)支出為5267萬(wàn)元,占營(yíng)業(yè)收入比例為7.26%,在高溫合金行業(yè)的可比公司中處于較高水平;預(yù)計(jì)公司未來(lái)研發(fā)投入金額將保持增長(zhǎng)趨勢(shì),以維持領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力。
截至2021年12月28日,公司共取得了52項(xiàng)發(fā)明專利,其中高溫合金方面的發(fā)明專利13項(xiàng),數(shù)量處于行業(yè)較高水平。目前可比公司發(fā)明專利主要集中在開發(fā)海外成熟牌號(hào)的制備工藝,少量涉及成分優(yōu)化,專利質(zhì)量方面與公司接近??紤]到公司進(jìn)入高溫合金領(lǐng)域的時(shí)間相對(duì)較短,我們看好公司保持較高研發(fā)投入下的研發(fā)實(shí)力。
公司在高溫合金領(lǐng)域牽頭或參與承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家工業(yè)強(qiáng)基工程、航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)基礎(chǔ)研究、大型飛機(jī)材料研制與應(yīng)用研究等國(guó)家重大項(xiàng)目,應(yīng)用對(duì)象涉及國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和新一代軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)等高端、前沿領(lǐng)域。公司在傳統(tǒng)合金管材業(yè)務(wù)方面,承擔(dān)了2017年度國(guó)家工業(yè)強(qiáng)基工程“高強(qiáng)耐磨耐蝕特種銅合金材料”項(xiàng)目,自助研發(fā)了大型艦船用高強(qiáng)耐蝕銅合金無(wú)縫管制造技術(shù),并應(yīng)用于銅鎳合金管的生產(chǎn)制造,助力傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的技術(shù)升級(jí)。
在鑄造高溫合金領(lǐng)域,公司生產(chǎn)的單晶高溫合金DD4**應(yīng)用于我國(guó)正在研制的商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件,目前在國(guó)內(nèi)該牌號(hào)合金僅公司具備批量生產(chǎn)的能力。與海外鑄造高溫合金標(biāo)桿企業(yè)公司甲相比,公司產(chǎn)品整體性能不低于其同牌號(hào)產(chǎn)品。具體而言,在關(guān)鍵成分控制水平上,公司產(chǎn)品同時(shí)符合海外公司甲和商發(fā)制訂的標(biāo)準(zhǔn)要求。
在高溫持久性能上,公司產(chǎn)品性能遠(yuǎn)高于商發(fā)標(biāo)準(zhǔn),且高于公司甲產(chǎn)品的第三方檢測(cè)報(bào)告中的數(shù)據(jù)。在高溫拉伸性能上,公司產(chǎn)品符合下游用戶標(biāo)準(zhǔn)要求,且在980℃的條件下,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率優(yōu)于公司甲的第三方檢測(cè)結(jié)果,在斷面收縮率上相對(duì)較低。
在變形高溫合金領(lǐng)域,GH4169是當(dāng)前使用量最大的牌號(hào),公司產(chǎn)品與我國(guó)變形高溫合金主要生產(chǎn)單位公司戊,航空轉(zhuǎn)動(dòng)件用大規(guī)格GH4169合金的主要供應(yīng)商海外公司己和公司庚的產(chǎn)品相比,性能處于先進(jìn)水平。具體來(lái)說(shuō),公司產(chǎn)品在室溫拉伸條件下的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率,以及650℃拉伸條件下的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較好。
而公司產(chǎn)品的晶粒度在對(duì)比產(chǎn)品中處于較高水平。工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)晶粒度一般分12級(jí),1~4級(jí)為粗晶粒,5~8級(jí)為細(xì)晶粒,9~12級(jí)為超細(xì)晶粒;公司測(cè)試產(chǎn)品的晶粒度均值可達(dá)到9以上。
3.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,下游驗(yàn)證進(jìn)展順利
隨著工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步,以及下游客戶對(duì)公司產(chǎn)品的驗(yàn)證逐步通過(guò),公司高溫合金的應(yīng)用領(lǐng)域由汽車渦輪增壓擴(kuò)展至市場(chǎng)空間大、戰(zhàn)略地位高、質(zhì)量要求嚴(yán)、盈利能力強(qiáng)的航空航天和燃?xì)廨啓C(jī)。高溫合金業(yè)務(wù)來(lái)自航空航天及燃機(jī)領(lǐng)域的收入占比由2018年的49.7%攀升至2021年的74.9%。2018-2021年,公司航空航天領(lǐng)域高溫合金毛利率的下滑主要系軍品業(yè)務(wù)量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變所致。2018年總體業(yè)務(wù)量較小,且以毛利率較高的單晶高溫合金為主,故平均毛利率較高;2019年后,等軸晶母合金產(chǎn)品考核驗(yàn)證通過(guò),大幅提升銷量,其產(chǎn)品占比不斷增加,但毛利率相比單晶產(chǎn)品較低,故整體毛利率有所下降。
在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)合金管材領(lǐng)域,公司積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),持續(xù)收縮低附加值的紫銅管、黃銅管等業(yè)務(wù)規(guī)模,逐漸轉(zhuǎn)向特定領(lǐng)域用高性能產(chǎn)品。公司通過(guò)承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家項(xiàng)目,自主研發(fā)高性能合金管材制造工藝,穩(wěn)定發(fā)展銅鎳合金管和高鐵地線合金管等業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)了合金管材整體毛利率的提升。
公司承擔(dān)了2017年度國(guó)家工業(yè)強(qiáng)基工程“高強(qiáng)耐磨耐蝕特種銅合金材料”項(xiàng)目,自主研發(fā)了大型艦船用高強(qiáng)耐蝕銅合金無(wú)縫管制造技術(shù),并應(yīng)用于銅鎳合金管的生產(chǎn)制造,主要應(yīng)用于船舶、石化、能源電力等領(lǐng)域。據(jù)中國(guó)有色金屬加工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),我國(guó)白銅管(銅鎳合金管)2021年產(chǎn)量為2.6萬(wàn)噸,公司2020年度銅鎳合金管產(chǎn)量近2000噸,約占全國(guó)總產(chǎn)量的7.7%。此外,公司就該產(chǎn)品獲得授權(quán)專利21項(xiàng)。
雖然公司高溫合金業(yè)務(wù)開展較晚,在軍用領(lǐng)域,目前公司已有K41*、K42*、K464*、K416*等鑄造高溫合金通過(guò)驗(yàn)證,并應(yīng)用于軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件或高溫部件;同時(shí),仍有十余個(gè)高溫合金牌號(hào)(包括鑄造高溫合金和變形高溫合金)在驗(yàn)證中,驗(yàn)證進(jìn)展較為順利。
公司部分高溫合金產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等民用航空領(lǐng)域。公司鑄造高溫合金目前已有K447A、K417G、K4222/GTD222、K477、IN718和K536通過(guò)中國(guó)航發(fā)商發(fā)審批;變形高溫合金中GH4169、GH4738、GH4141、GH3625等型號(hào)正在開展原材料認(rèn)證工作。公司開展航空領(lǐng)域3D打印材料業(yè)務(wù),目前已有GH3536、GH5188、K438、GH4169等多種型號(hào)分別批量供應(yīng)于多家公司。同時(shí),公司積極開展國(guó)際業(yè)務(wù),與全球知名民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商羅羅、賽峰等達(dá)成合作。
目前公司應(yīng)用于民用燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的高溫合金產(chǎn)品主要有單晶、定向柱晶、等軸
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