下游应用领域高景气,高温合金有望快速发展。
高温合金具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,耐疲劳及断裂韧性等 综合性能。高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在 600°C 以上的高温及一定应力作用下长 期工作的一类金属材料。相较于传统金属,高温合金在抗氧化、抗腐蚀、抗疲劳等性能方 面表现更优异。高温合金的主要元素有铬、钴、铝、钛、镍、钼、钨等,高温合金为单一 奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。 高温合金可以按照基体元素、制造工艺、强化方式进行分类。1)按基体元素划分: 高温合金可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金,其中镍基高温合金因其性 能优越、价格偏低的优势,应用最为广泛。根据隆达股份招股说明书,镍基高温合金的市 场份额约达 80%。2)按制造工艺划分:高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金、 粉末高温合金,其中变形高温合金应用最为广泛。隆达股份的招股说明书指出其市场份额 约为 70%。3)按强化方式划分:高温合金可分为固溶强化型高温合金、时效强化型合金、 氧化物弥散强化合金和晶界强化高温合金。根据公司招股说明书,公司主要产品为铸造高 温合金、变形高温合金等。
高温合金下游需求旺盛,航空航天是其主要应用领域。因其较强的耐高温、抗腐蚀、 抗氧化等性能,高温合金被广泛应用于各个行业,包括航空航天、电力、汽车、冶金、石 油化工等领域,其中航空航天领域占比最大,约为总量的 55%,其次是能源动力(20%) 和机械制造(10%)。根据 MarketWatch 发布的报告,2020 年全球高温合金市场规模 为 112.60 亿美元,预计 2027 年将增长至 164.80 亿美元,CAGR 为 5.59%。随着近年来 我国航空航天、核电等领域的快速发展,市场对高温合金的需求量不断攀升,有力推动了 我国高温合金产量的稳定增长。据华经产业研究院统计,2021 年我国高温合金需求量达 6.2 万吨,同比增长 17%;产量达 3.8 万吨,同比增长 15.2%。根据公司公告,公司主要 产品应用于航空航天发动机领域。由于航空航天领域是高温合金最大的应用领域,公司将 充分受益于下游放量。
航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关,高温合金成为关键性材料。现代 先进航空发动机必须满足超高速、大升限、长航时、远航程的要求,因此,航空涡轮发动 机推力势必增大,燃烧室的温度随之升高,航空发动机的工作性能和可靠性主要取决于其 零部件能否有效承受热冲击、高温腐蚀、高热变和复杂应力。为了保证先进航空发动机的 推力、推重比以及可靠性,生产过程中普遍采用大量高温合金,根据产业信息网数据显示, 高温合金用量占发动机总重量的 40%-60%以上。

高温合金为发动机主要制造成本,多种类高温合金适配不同部件。根据航发动力年报, 航空发动机制造的成本结构中,材料成本占比超过 60%,其中高温合金的用量最大。变 形高温合金因抗高温、抗应力等优点主要用于燃烧室和涡轮盘;精密铸造镍基高温合金因 良好的抗热疲劳和机械疲劳,高导热性和低热膨胀系数等优点主要用于导向器、涡轮叶片。 此外高温合金还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。
高温合金国产替代发展迅速,短期国内供需缺口不断扩大,高温合金市场空间持续增 加。随着我国全面启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项(“两机专项”),高温合金国 产替代进口将成为大势所趋,我国高温合金行业迎来发展。据华经产业研究院统计,高温 合金市场规模自 2017 年以来维持在 10%及以上的增速,2021 年已达 219 亿元。近年来, 我国高温合金的产量和需求量不断增加,且市场需求量始终大于供给量。2021 年产量增 加至 3.8 万吨,而需求量增至 6.2 万吨,供需缺口已扩大至 2.4 万吨,表明国内高温合金 市场存在近 40%的供给缺口,未来有较大空间。
我国军用飞机数量及代次与发达国家差距较大,先进装备更新迭代需求迫切。1)在 数量上,据《World Air Forces 2022》的统计数据,美国军用飞机总数达 13246 架,我 国军用飞机总数为 3285 架,不到美国的 1/4,包括战斗机、运输机、直升机和教练机在 内的各类军机数量均显著低于美国;2)在代次结构上,中美军机代差明显,美国全部为三代机及以上机型,而我国二代歼击机的占比仍高达 47%,第四代战机则刚刚列装,整体 相比美国落后了一代水平,面临迫切的升级换装需求。目前,我国在各类武器装备型号的 研制上也陆续实现新突破,四代战斗机、新型运输机、新型武装直升机等军用飞机批量列 装进程加快。随着“十四五”期间对航空航天产业的聚焦,我国国防和军队现代化建设将 加速推进,军用飞机有望迎来加速列装部署。

未来二十年我国民用航空市场空间广阔,增速领先全球平均水平。根据航空工业集团 发布的《2022-2041 年民用飞机中国市场预测年报》,在机队规模方面,到 2041 年,中 国航空公司货机机队规模将达到 685 架,客机机队规模将达到 8322 架,其中宽体干线飞 机 1588 架,窄体干线飞机 6124 架,支线飞机 610 架;在机队需求量方面,预计 2022- 2041 年间,中国需要补充民用客机 7035 架,其中宽体客机 1396 架,窄体客机 5130 架, 支线客机 509 架。《2022-2041 年中国商飞公司市场预测年报》指出,未来二十年,中 国的旅客周转量年均增长率为 5.6%,客机机队年均增长率为 5.1%,到 2041 年,中国客 机机队的规模将占全球客机机队的 21.1%,商飞预计届时中国航空市场将成为全球最大的 单一航空市场,引领未来全球航空市场增长。
我们预计,未来十年发动机用高温合金牵引市场可达百亿量级,其中军用领域占比 6 成,民用领域占比 4 成。随着我国国产航发替代进程加快,高温合金需求加速释放。不考 虑维修,预计未来十年新增发动机用高温合金需求量约为 35.69 万吨,其中不含后市场的 军用领域约 21.17 万吨,民用领域约 14.52 万吨。根据公司公告,假设高温合金销售均价 为 23.60 万元/吨,预计未来十年中国新增飞机用高温合金市场空间约为 842.51 亿元。
军用测算:根据 FlightGlobal 的统计数据,2011-2022 年,我国军用飞机的 CAGR 为 2.37%,再结合当前国内各大飞机总装厂产能及市场需求情况,给出以下假设:1)考 虑到当前我国与美国军机飞机数量和代次的差距,结合我国自身的产能情况,我们预计十 年后新增军机 4810 架;2)由于发动机损耗以及其他意外因素,预计我国航空发动机备 发比例约为 1/3;3)考虑我国航空发动机寿命以及实际训练情况,预计未来十年每架次 军用飞机平均换发 1 次。基于以上假设,我们预计,不考虑维修,我国未来十年不含后市 场的军用发动机高温合金需求总量约为 21.17 万吨,市场空间约为 499.71 亿元。
民用测算:根据《2022-2041 年中国商飞公司市场预测年报》,2022-2041 年,我 国民航客机新机交付量为:双通道喷气客机 2038 架、单通道喷气客机 6288 架、涡扇支 线客机 958 架,共计 9284 架。考虑到新机交付量逐年稳中有增,给出以下假设:1)未 来 10 年新机交付量约占总交付量的 48%;2)由于发动机损耗以及其他意外因素,预计 我国航空发动机备发比例约为 1/3;3)根据产业信息网数据,民用航空发动机寿命一般 为 20 年,因此未来十年不考虑民用飞机换发;4)根据公司公告,高温合金用量占发动机 总重量的 40%-60%,预计高温合金平均占整机重量的 50%,成材率按 10%测算。基于 以上假设,不考虑维修,预计我国未来十年民用发动机高温合金需求总量约为 14.52 万吨, 市场空间约为 342.80 亿元。
燃气轮机市场被外国垄断,国产化有望带来高温合金材料需求的大幅增长。根据 Global Market Insights 发布的报告,2021 年全球燃气轮机的市场规模超过 130 亿美元, 预计 2022-2028 年 CAGR 达 7.6%。全球燃气轮机市场主要被美国通用电气(GE)、德 国西门子(SIEMENS)、日本三菱(MHPS)三家企业垄断。据 McCoy Power Reports 数据,2020H1 三家企业合计占据全球燃气轮机将近 80%的市场份额。燃气轮机主要用于 地面发电机组和船舶动力领域。在地面发电机组领域,根据前瞻产业研究院预测,2025 年全国燃气发电装机容量达到约 1.4 亿千瓦,到 2035 年达到 2.4 亿千瓦。在船舶动力领 域,根据 2017 年 2 月 10 日航发动力公告,“QC280/QD280 燃气轮机生产能力建设项 目”通过竣工验收。QC280/QD280 舰船用大功率燃气轮机一旦实现量产,或将大量运用 在大型驱逐舰等军用舰船上。目前我国舰船动力系统中,柴油机占据存量优势,燃气轮机 在新型军用舰船上广泛应用是大势所趋。电气装机和舰船燃机的国产化进程将拉动国内高 温合金市场的稳定增长。