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  • 隆达股份研究报告:军用民用双轮驱动打造高温合金明日之星 2022-09-15 | 来源:华体会体育全站ios 作者:华体会手机版登录
  •   隆达股份成立于 2004 年,从最初生产空调铜管,产品系列不断升级到紫铜盘管、 铜镍合金管、高效管乃至高温合金,已经成为一家集合金材料、战略性高温合金新材 料等为一体的企业集团。浦益龙、虞建芬和浦迅瑜三人为公司的实际控制人。浦益龙是公司的控股股东, 直接持有公司 35.8%的股权,同时其控制的无锡云上联信投资中心、无锡云上印象投 资中心、无锡云上逐梦投资中心、无锡云上初心投资中心分别持有公司 5.45%、4.97%、 1.52%、1.52%的股权;另外浦益龙妻子虞建芬、女儿浦迅瑜分别持有公司 2.48%和 2.48%的股权;浦益龙与虞建芬、浦迅瑜共同对公司进行实际控制。

      公司主要从事高温合金与合金管材的研发、制备和销售。高温合金可细分为铸造 高温合金、变形高温合金(以下统称“高温合金”),主要用于制造航空发动机、舰艇和 工业用燃气轮机的涡轮叶片、涡轮盘、高压气机盘和燃烧室等高温部件,还用于制造 航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备等能源转换装置,是国家国防强 军建设战略、能源战略等关键的核心战略基础材料。 公司合金管材主要为高性能铜镍合金管、高效换热管和高铁贯通地线管等,主要 用于船舶、核电、电力、海水淡化、海洋工程、化工、轨道交通等领域。

      公司 2015 年进入高温合金领域,已经取得重大进展,成为行业的后起之秀。高 温合金产品贡献的收入占比从 2018 年度的 6.0%增长至 2021 年度的 42.2%,贡献 的毛利占比从 2018 年度的 19.6%增长至 2021 年度的 66.6%。目前,高温合金业务 是公司的战略重点,公司正积极推进相关重大投资和市场开拓。

      公司是高温合金领域的后来者,主导牌号对标“两机”(航空发动机和燃气轮机) 领域的质量标准。公司在整合国内外先进成熟工艺技术的基础上,借助承担和参与国 家重大专项的机遇不断自主创新,形成了国内领先的技术体系,在合金纯净度、成分 均匀性、组织一致性和力学性能稳定性等方面均实现重大突破;结合自身技术体系, 公司从美国、德国知名设备供应商定制了先进生产工艺设备;建立了国内乃至国际标 准的实验室,取得了 CNAS 国家实验室认可和 NADCAP 国际实验室认证以及中国航 发商用航空发动机有限责任公司的特种工艺资质批准。

      在高温合金项目第一期,公司投资建设了铸造高温合金母合金生产线 年完成安装和调试,于 2017 年开始批量生产。公司铸造高温合金产品自投产以来, 经过短短不到 4 年时间,产品牌号已涵盖民用和军用领域,终端应用包括航空航天、 能源、汽车等行业。 在高温合金项目第二期,公司投资建设了变形高温合金生产线 年完 成安装,目前处于小规模生产阶段。公司已经小批量制备下游需求量最大的变形高温 合金 GH4169,目前已成为多家军工客户的合格供应商,应用在航空、航天、石化、 油气等领域。

      我们认为随着公司高温合金产能的逐步落地,其高温合金业务将会持续快速增长, 成为公司未来主要业务及利润增长点。未来,公司将适时适度进行产业链纵向拓展延 伸,从涉足铸造高温合金母合金、变形高温合金,逐步实现向航空级高品质高温合金 棒材、板材、丝材等产品链的延伸和拓展。

      高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在 600℃以上的高温及较强应力作用下长期 工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的 疲劳性能、断裂韧性等综合性能。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。 基于上述性能特点,且高温合金的合金化程度较高,又被称为“超合金”,是广泛 应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分,高温合金 又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到 750~780℃, 对于在更高温度下使用的耐热部件,则采用镍基和难熔金属为基的合金。镍基高温合 金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、各 种工业燃气轮机最热端部件。

      高温合金大体上有三种划分方式:根据基体元素种类、根据合金强化类型和根据 材料成型方式。1)按制造工艺分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温冶金三类。 2)按合金的主要元素分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金三类。 3)按强化方式分为固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化和晶界强化等。

      变形高温合金:指可以进行冷、热变形加工,具有良好的力学性能和综合的强韧 性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金,工作温度-253-1320℃。按其 热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。其中固溶合金一般用于制作航 空、航天发动机燃烧室、机匣等部件;时效强化型合金一般用于制作航空、航天发动 机涡轮盘与叶片等结构件。 铸造高温合金:以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料,工作温度在 1300- 1500 摄氏度,主要应用在航空发动机,涡轮叶片(包括成材率较低的单晶叶片)、导 向叶片、整铸涡轮、增压器、涡轮机匣、尾喷管调节器等。

      粉末高温合金:将高合金化难变形的高温合金用气体雾化、等离子旋转电极等方 法制成高温合金粉末,然后采用热等静压或热挤压等方法将粉末制成坯料,最后制成 涡轮盘等零件。粉末高温合金由于粉末颗粒小,制粉时冷却速度快,消除了偏析,改 善了热加工性,提高了高温合金的组织均匀性、屈服强度和疲劳性。目前国内粉末高 温合金主要应用于航空发动机上的高压涡轮盘等重要部件上。

      高温合金材料由于其良好的耐高温,耐腐蚀等性能,已经从航空航天领域逐渐被应用到电力,船舰,汽车,冶金,玻璃制造,核电等工业领域。随着高温合金的发展, 新型高温合金材料的出现,高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长的趋势。 目前,全球高温合金主要应用于航空航天领域,占总使用量的 55%,其次是电力 领域(20%)和机械领域(10%)。

      据前瞻产业研究院,2019 年我国高温合金市场规模为 169.8 亿元,相比 2018 年 的 127.2 亿元,增长了 33.52%。随着高温合金需求的不断上升,产业前景向好。 近年来,我国出台了一系列产业政策支持高温合金研发与生产,其中《中国制造 2025》 提出大力推进新材料产业发展,将包含高端金属结构材料在内的六大新材料 作为发展重点,明确力争在 2025 年以前使我国新材料产业进入世界一流强国行列。

      根据我们的测算,未来高温合金在我国军机、航空、核电等领域需求将大幅提升, 2021 年上述领域需求约为 1.9 万吨,2025 年预计将达到 2.8 万吨以上。在保障供应 链自主可控的大背景下,国产替代性要求紧迫。

      我国军用飞机数量增长与升级换装需求迫切,未来增长可期。我国政府在《新时 代的中国国防》白皮书中指出,当今世界国际力量加快分化组合,国际战略竞争呈上 升之势,全球和地区性安全问题持续增多,因此调整优化军事力量体系、提高国防和 军队现代化水平是中国社会主义现代化建设的战略任务,也是新时代军队建设的历史 使命。目前,我国特色军事变革取得重大进展,歼 10、歼 15、歼 20 等先进武器有序 列装,但我国与世界先进军事水平相比还存在差距,全球装备数量排名前 10 的战斗 机中多以美俄型号为主,我国仅二代机歼-7 入列。未来随着“十四五”强国强军政策的 落实,我国军机数量增加需求迫切。

      中美现役战机结构差距明显,战备序列亟需升级换装。战斗机是各国军队的主力 兵器和军队实力的中坚力量,对于夺取制空权、维护国家领土安全起着至关重要的作 用。根据全球航空数据权威机构 Flight Global《world air force 2021》报告显示,从 战斗机数量(包括轰炸机)来看,美国占据绝对优势,我国超越俄罗斯排名第二,2020 年美国现役战斗机总量为 2717 架,我国 1571 架,分别占全球战斗机总量的 19%和 11%。从战机结构分布来看,我国二代机和三代机数量占比大致相当,而美军已经逐 渐实现了二代战机向三代/四代战机的转移,随着未来我国二代战机将逐步退出战备 序列,主战机型将以三代机为主逐渐向四代机过渡,军队战机亟需换代升级,航空发 动机需求有望持续增加。

      在总军机保有量上,2020 年我国军用飞机数量为 3260 架,占全球军用飞机市 场份额的 6%。横向对比,排名第一的美国拥有 13232 架军用飞机,占比 25%;排名 第二的俄罗斯拥有 4143 架军用飞机,占比 8%,我国与美国差距明显。纵向对比, 虽然市场占比没有发生变化,但 2015 年我国军用飞机数量仅为 2942 架,2016-2020 年我国军用飞机年复合增速为 2.49%。考虑到国际局势动荡背景,假设未来 5 年我 国每年军用飞机增速保持在 2%,预计 2025 年我国军用飞机保有量将接近 3600 架。

      为满足我国军机升级换代需求,新型战机替换老旧战机趋势明确。因此,我国每 年新增军机总需求为军机净增量与退役替换机数量之和。 航空发动机是飞机的心脏,高温合金材料需求迫切。我们假设:每年军用飞机更 换比例为 5%,每架军用飞机配备 2 台发动机,发动机换备系数为 1.1。未来 5 年, 我国新增军机需求有望达到 250 架/年,新增发动机需求将超过 500 台/年。 近年来,随着我国军事训练向实战化、常态化转变,航空发动机维护保养需求提 升。我们假设:航空发动机大修寿命为 600 小时,年运行时间在 250~300 小时。因 此在役发动机平均 2-2.5 年需要进行一次大修。

      在新型的航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的 40%~60%以上,主要 用于燃烧室、涡轮导向叶片(又称导向器)、涡轮工作叶片、涡轮盘等热端部件,此 外还用于机匣、环件、尾喷口等部件。 假设单台发动机重量 2 吨,其中高温合金为 1 吨,按照 20%的成材率计算,则 单台航空发动机对高温合金需求约为 5 吨。综合上述假设,我们预计 2020 年至 2025 年我国军用航空发动机的高温合金需 求将从 15899 吨增长至 20714 吨,年复合增长率为 5.43%。

      我国正在实施空间站及探索外太空计划,未来航天探索将会走向宇宙深处。当前, 从火箭发射次数来看,2020 年美国世界排名第一,共发射 44 次,其中成功发射 40 次;我国排名第二,共发射 39 次,其中成功发射 35 次。

      从火箭发动机性能的主要指标推力来看,我国长征 5 号助推器采用的是液氧-煤 油火箭发动机 YF-100,其真空推力仅为美国宇宙神 V 型火箭引进的俄罗斯 RD-180 型火箭发动机推力的 1/3,是俄罗斯质子号 RD-253 火箭发动机推力的 70%;长征 5 号芯一级采用的是液氢-液氧火箭发动机 YF-77,其真空推力仅为欧洲阿丽亚娜 V 火箭 Vulcain 2 发动机推力的 50%,也落后于日本 LE-7A 火箭发动机。火箭发动机性能落后的根本原因在于高温合金材料的差距,我国建设航天强国的宏伟蓝图对高温 合金提出了持续性需求。目前我国重型运载火箭长征九号正在研制过程中,预计未来 航天领域对高温合金的需求将进入新的增长期。

      高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材。目前我国火箭的国 产化率已达 99%到 100%,基本实现完全国产化,但相较于欧美及俄罗斯等航天强 国的先进水平还存在差距。我国未来的主力运载火箭长征七号助推器配置 4 台 YF-100 发动机,火箭芯一级 采用 2 台 YF-100 发动机,火箭芯二级采用 4 台 YF-115 发动机;长征八号助推器配 置 2 台 YF-100 发动机,火箭芯一级采用 2 台 YF-100 发动机,火箭芯二级采用 2 台 YF-75 发动机。YF-100 发动机自重约 1.9 吨,YF-115 发动机自重约 0.23 吨,YF-75 发动机自重约 0.11 吨。

      根据顾明初 1998 年在中国航空学会重量工程专业学术会议发表的《液体火箭发 动机的结构质量》一文,火箭涡轮泵质量占发动机总质量的 20%-26%(以下测算取 23%),燃烧室质量占发动机总质量的 1.2%-3.3%(以下测算取 2.3%),假设高温合 金成材率为 30%,则每枚长征七号所需高温合金用量为 10.39 吨,每枚长征八号所需高温合金用量为 6.59 吨。 近年来,我国太空探索任务逐步增加,2016 年至 2020 年我国年发射火箭 CAGR 为 15.38%。假设我国未来 5 年火箭发射次数年增长率为 10%,其中长征七号和长征 八号的发射占比为 1:2。在不考虑发动机开发与试验测试需求的情况下,我们预计 2025 年航天发动机高温合金需求量将达到 443 吨,呈现高速增长态势。

      高温合金材料因其具有的耐高温、耐高强度等优异特性,在核电装备制造业中具 有难以替代的作用,主要应用于燃料元件包壳材料、结构材料和燃料棒定位格架,高 温气体炉热交换器等部分。 十余年来,我国核电运行装机规模持续增长。截至 2020 年 12 月 31 日,我国运 行核电机组共 49 台(不包含中国台湾地区核电信息),装机容量为 51,027.16 兆瓦, 核电发电量占全国发电总量的 4.94%。核电将会在我国能源清洁化、碳中和的过程中 承担重要角色。

      受日本福岛核泄露事故的影响,2016-2018 年三年间我国核电项目审批暂停。 2019 年起核电审批冷冻解封,并于同年核准了漳州核电一期项目 1 号、2 号机组以 及惠州太平岭核电一期项目 1 号、2 号机组;2020 年核准了海南昌江核电二期工程 3 号、4 号机组以及浙江三澳核电一期工程 1 号、2 号机组。根据中国核能行业协会 发布的《中国核能年度发展与展望(2020)》,预计到 2025 年在运核电装机量达到70,000 兆瓦,“十四五”期间及中长期,核能在我国清洁能源低碳系统中的定位将更加 明确,核电建设有望按照每年 6-8 台持续稳步推进。假设未来 5 年每年建设 6 台核电 机组,参考昌江核电、三澳核电等已核准项目,每台机组装机量为 1,200 兆瓦,同时 假设核电站建设周期为 6 年。据钢研高纳招股说明书,每兆瓦装机量高温合金用量约 为 1 吨,预计到 2025 年核电高温合金需求为 6,800 吨。

      高温合金在全球民航发动机、燃气轮机、汽车发动机涡轮增压器市场均有大量需 求,根据我们的测算,2022 年需求规模可达 20 万吨以上。同时,这几个行业的格局 都非常清晰,头部企业占据大部分的市场份额。本土高温合金企业若能进入国际头部 客户供应链将有望分享全球市场发展红利。

      目前,全球民用航空发动机领域主要由美国的 GE、普惠和欧洲的罗罗、赛峰四 大发动机巨头所把持,加上其相互联合组建的 CFM、IAE、EA 这三家公司,全球的 市场几乎全部由其占据。根据 Flight Global《Commercial Engines 2021》数据显示, CFM 国际处于全球民航发动机领跑地位,其交付量占 2020 年世界总交付量的 39%, 积存量达到了全球积存量的 52%。近年来我国在材料冶金、铸造和压力加工等工艺 技术上取得积极进展,未来有望在民航发动机供应商市场中占得一席之地。目前,商用窄体客机发动机市场主要由 CFM 国际和 IAE 两家公司主导,市占率 达 90%;商用宽体客机发动机市场主要由 GE 和罗罗两大巨头支撑,市占率超 80%。

      空客市场预测报告《Airbus Global Market Forecast 2021-2040》指出,2020 年 初全球商用飞机共 22,950 架,报告中考虑到了疫情造成的影响,预计 2040 年末全 球商用飞机共 46,720 架,计算可得 20 年 CAGR 为 3.62%,据此我们假设 2020- 2025 年年均增长率为 3.62%。据飞机回收协会(Aircraft fleet recycling assosiation) 预测,未来 20 年将有 12000 架飞机退役,平均每年有 600 架飞机退役,因此我们假 设商用飞机更新比率为 2%,新增飞机总需求为飞机净增量与退役替换机二者之和。 宽体客机通常配备有 4 台或 6 台发动机,窄体客机通常配备 2 台发动机,考虑到市 场中窄体客机占比更多,因此我们假设每架飞机平均配备 2.5 台发动机。

      民用飞机使用寿命大约为 24 年,在其生命周期内发动机通常需要大修 3 次,因 此每 8 年需大修一次。我们选取窄体客机和宽体客机的代表性机型空客 A320 系列和 波音 777 系列所使用的发动机 CFM 56-5B 和 GE 90 为参考,其质量分别为 2.4 吨 和 9 吨。考虑到市场中宽体客机和窄体客机数量占比约为 1:3,加权平均计算可得商 用飞机发动机质量约为 4 吨。按照单台发动机高温合金占比 50%,高温合金成材率 20%假设,我们预计到 2025 年全球民航发动机高温合金需求量为 127,295 吨。 作为我国高温合金企业,中短期内,若能进入 GE、罗罗等四大航空发动机公司 采购体系,其将有机会覆盖全球航空市场需求。中长期看,中国商飞与中国商发将在 未来的民航市场占有一席之地,本土企业有望占得先机。

      燃气轮机是高温合金的另一个主要用途。燃气轮机装置是一种以空气及燃气为介 质的旋转式热力发动机,主要由空气压缩机,燃烧室,叶轮系统及回热装置四部分构 成。因其喷射到叶轮上的气体温度高达 1300℃,且工作寿命要求达到 50,000- 100,000 小时,因此高温合金为燃气轮机的重要制成材料。 GE、西门子、三菱三大巨头垄断全球高端燃气轮机市场。据 McCoy Power Reports 数据,2020 年上半年全球燃气轮机订单总功率为 15,950 兆瓦,其中西门子 市场份额领先,占比为 29.7%;GE 公司紧随其后,市场占比 27.6%;三菱公司位列 第三,市场占比 21.8%。

      据 Forecast International 对全球 2020-2029 年燃气轮机市场的预测分析,2020 年全球燃气轮机需求量为 348 台,到 2025 年燃气轮机需求量为 434 台。燃气轮机分 为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装 机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气 轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用 于联合循环发电、热电联产。

      McCoy Power Reports 数据表明,2020 年上半年全球燃气轮机总订单量为 171 台,其中轻型燃气轮机订单量为 133 台,因此我们假设轻型燃气轮机和重型燃气轮 机在全球燃气轮机总需求量中的比例约为 3:1,其中轻型燃气轮机质量以 GE 公司 LM2500 为参考,重约 25 吨;重型燃气轮机质量以西门子公司 SGT5-8000H 型燃气 轮机为参考,重约 390 吨。按照高温合金重量占比 50%,成材率 40%假设,我们预 计到 2025 年全球燃气轮机高温合金需求量为 63,066 吨。

      汽车废气增压器涡轮也是高温合金材料的重要应用领域,废气涡轮增压器具有减 少有害排放、降低噪声污染、提高机械效率、提升功率等优点,而随着环境规制日趋 严格以及节能减排技术的持续推进,市场汽车增压器涡轮在配置率正在逐渐增加。近年来,新能源汽车份额逐渐增大,而纯电动新能源车采用电力作为动力来源, 无需配备废气增压器涡轮。据 Marklines 统计,2021 年全球汽车销量为 8,038 万辆, 同比增长 12%,但较疫情前 2019 年的水平仍有差距,我们预计将未来将逐渐回升。

      结合新能源汽车发展目标,预计到 2025 年传统燃油车占比仍将保持 70%。而随近年来,新能源汽车份额逐渐增大,而纯电动新能源车采用电力作为动力来源, 无需配备废气增压器涡轮。据 Marklines 统计,2021 年全球汽车销量为 8,038 万辆, 同比增长 12%,但较疫情前 2019 年的水平仍有差距,我们预计将未来将逐渐回升。 结合新能源汽车发展目标,预计到 2025 年传统燃油车占比仍将保持 70%。而随

      根据我们的测算,预计我国 2025 年在军用航空、运载火箭、核电和汽车领域的 高温合金需求将达到 41000 吨以上,而全球范围内民用航空、燃气轮机和汽车领域 的需求有望达到 23.5 万吨以上。

      1956 年第一炉高温合金 GH3030 试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研究、 生产和应用已历经 60 多年的发展历程,已具备了高温合金新材料、新工艺自主研发 和研究的能力。目前,我国生产能力与需求相比存在两个缺口:(1)生产能力不足。 目前我国高温合金生产企业数量有限,生产能力与需求之间存在较大缺口,燃气轮机、 核电等领域的高温合金主要还依赖进口。(2)高端产品难以满足应用需求。我国的高 温合金生产水平与美国、俄罗斯等国家有着较大差距,随着我国航空航天发动机技术 不断进步,高温合金材料在供应上将存在无法满足应用需求的现象。

      高温合金行业具有较高的技术壁垒,国内外从业企业数量相对较少。国外以 SMC、 Carpenter、Haynes International ,INC 等为代表。国内现从事高温合金材料生产的企 业数量有限,主要是基于国家在计划经济时期规划的高温合金生产基地和研发基地以 及一些原航空工业配套高温合金铸件的专业铸造单位。整体上可以分为三类: (1)传统的内部企业:以钢研总院、中科院金属所、北京航材院、北京北冶为 代表的研究、生产基地,如钢研高纳、中科三耐等以及原航空工业内部的生产单位; (2)传统的生产企业:以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢等特钢企业为主的大 型钢铁厂变形高温合金生产基地; (3)后进入的民营企业:近年来民营企业逐步涉及高温合金行业,以图南股份、 西部超导、隆达股份等为代表。

      高温合金上游主要是原材料,在中游为高温母合金的研发、生产,并通过铸造或 者锻造工艺生成零部件,航发、商发等下游终端客户对于中游的材料选择、零部件工艺等有控制权。 从企业产品策略看,除钢研高纳、图南股份,高温母合金企业一般不会涉及到零 部件的生成,以避免与客户产生竞争关系。当前,我国具备高温合金大规模生产能力的企业包括:抚顺钢铁,钢研高纳,西 部超导,图南股份等。其中,抚顺特钢的产能规模最大,达到 5000 吨以上,紧随其 后的是钢研高纳、西部超导、图南股份等,产能规模在 3000~1450 吨水平。整体而 言,我国高温母合金行业还没有形成较大规模的企业。面对市场供给缺口,部分企业 正在进行新产能布局,但与当前我国每年近 3 万吨的需求还有较大差距。

      公司注重研发投入,2021 年研发支出为 5267 万元,占营业收入比例为 7.26%, 在高温合金行业的可比公司中处于较高水平;预计公司未来研发投入金额将保持增长 趋势,以维持领先的技术实力。截至 2021 年 12 月 28 日,公司共取得了 52 项发明专利,其中高温合金方面的 发明专利 13 项,数量处于行业较高水平。目前可比公司发明专利主要集中在开发海 外成熟牌号的制备工艺,少量涉及成分优化,专利质量方面与公司接近。考虑到公司 进入高温合金领域的时间相对较短,我们看好公司保持较高研发投入下的研发实力。

      公司在高温合金领域牵头或参与承担了多项国家工业强基工程、航空发动机及燃 气轮机重大专项基础研究、大型飞机材料研制与应用研究等国家重大项目,应用对象 涉及国产大飞机发动机和新一代军用航空发动机等高端、前沿领域。 公司在传统合金管材业务方面,承担了 2017 年度国家工业强基工程“高强耐磨 耐蚀特种铜合金材料”项目,自助研发了大型舰船用高强耐蚀铜合金无缝管制造技术, 并应用于铜镍合金管的生产制造,助力传统业务的技术升级。在铸造高温合金领域,公司生产的单晶高温合金 DD4**应用于我国正在研制的商 用航空发动机的热端部件,目前在国内该牌号合金仅公司具备批量生产的能力。与海 外铸造高温合金标杆企业公司甲相比,公司产品整体性能不低于其同牌号产品。

      在变形高温合金领域,GH4169 是当前使用量最大的牌号,公司产品与我国变形 高温合金主要生产单位公司戊,航空转动件用大规格 GH4169 合金的主要供应商海 外公司己和公司庚的产品相比,性能处于先进水平。 具体来说,公司产品在室温拉伸条件下的抗拉强度和断后伸长率,以及 650℃拉 伸条件下的抗拉强度和屈服强度较好。而公司产品的晶粒度在对比产品中处于较高水平。工业上标准晶粒度一般分 12 级,1~4 级为粗晶粒,5~8 级为细晶粒,9~12 级为超细晶粒;公司测试产品的晶粒 度均值可达到 9 以上。

      随着工艺技术的不断进步,以及下游客户对公司产品的验证逐步通过,公司高温合金的应用领域由汽车涡轮增压扩展至市场空间大、战略地位高、质量要求严、盈利 能力强的航空航天和燃气轮机。高温合金业务来自航空航天及燃机领域的收入占比由 2018 年的 49.7%攀升至 2021 年的 74.9%。 2018-2021 年,公司航空航天领域高温合金毛利率的下滑主要系军品业务量和产 品结构的改变所致。2018 年总体业务量较小,且以毛利率较高的单晶高温合金为主, 故平均毛利率较高;2019 年后,等轴晶母合金产品考核验证通过,大幅提升销量, 其产品占比不断增加,但毛利率相比单晶产品较低,故整体毛利率有所下降。

      在传统业务合金管材领域,公司积极调整产品结构,持续收缩低附加值的紫铜管、 黄铜管等业务规模,逐渐转向特定领域用高性能产品。公司通过承担多项国家项目, 自主研发高性能合金管材制造工艺,稳定发展铜镍合金管和高铁地线合金管等业务, 实现了合金管材整体毛利率的提升。 公司承担了 2017 年度国家工业强基工程“高强耐磨耐蚀特种铜合金材料”项目, 自主研发了大型舰船用高强耐蚀铜合金无缝管制造技术,并应用于铜镍合金管的生产 制造,主要应用于船舶、石化、能源电力等领域。据中国有色金属加工业协会统计, 我国白铜管(铜镍合金管)2021 年产量为 2.6 万吨,公司 2020 年度铜镍合金管产量 近 2000 吨,约占全国总产量的 7.7%。此外,公司就该产品获得授权专利 21 项。

      虽然公司高温合金业务开展较晚,在军用领域,目前公司已有 K41*、K42*、K464*、 K416*等铸造高温合金通过验证,并应用于军用航空发动机热端部件或高温部件;同 时,仍有十余个高温合金牌号(包括铸造高温合金和变形高温合金)在验证中,验证 进展较为顺利。公司部分高温合金产品应用于国产大飞机发动机等民用航空领域。公司铸造高温 合金目前已有 K447A、K417G、K4222/GTD222、K477、IN718 和 K536 通过中国 航发商发审批;变形高温合金中 GH4169、GH4738、GH4141、GH3625 等型号正 在开展原材料认证工作。 公司开展航空领域 3D 打印材料业务,目前已有 GH3536、GH5188、K438、 GH4169 等多种型号分别批量供应于多家公司。同时,公司积极开展国际业务,与全 球知名民用航空发动机制造商罗罗、赛峰等达成合作。

      目前公司应用于民用燃气轮机领域的高温合金产品主要有单晶、定向柱晶、等轴 晶等多种类型,已有 DF1、DF2、DZ411 等多种型号应用于燃气轮机的热端部件。目 前,公司在燃机领域已实现高温合金产业化,公司主要的燃气轮机用高温合金牌号已 得到下游主要客户(包括贸易商及其下游终端客户)的认证,可批量销售。公司积极参与国家级重型燃机自主化研制项目,侧面印证了公司的产品和技术在 国内的先进水平。目前,重型燃机为国内卡脖子设备,国内生产和运营的全部重型燃 机轮机透平叶片完全依赖进口。为突破国外技术封锁和垄断,国家层面正在推进重型 燃机自主化。公司积极响应国家战略需求,已向多家企业提供包括 IN738LC、MarM247 等型号的高温合金,用于国产重型燃机的研制。

      国际上仅少数国家具有重型燃气轮机的设计和工业化制造的能力,且因为能源结构不同,国内以煤电为能源动力主要来源,发电设备以蒸汽轮机为核心,而国外主要 区域如中东地区、欧洲、中亚等地区燃气发电比重远高于国内,这也导致国外燃气轮 机产业规模较大,与之配套的燃机热端零部件如高温合金叶片供应厂商和专业化的售 后服务厂商也较多,从而存在很大的市场空间。 公司已经进入了燃气轮机的全球产业链,2019-2021 年,用于燃气轮机领域的高 温合金销往境外终端用户的比例均超过 50%,公司境外收入占总收入的比例不断提 高至 10%以上。

      考虑到贸易商销售模式下公司掌握的终端客户信息较少,可能存在交货期因转运 而较长、售后服务响应不及时、市场开拓力度不足等情形,导致公司和终端客户的粘 度较弱,收入容易出现大幅波动的问题,公司也在积极开拓境外直销客户,并于 2021 上半年实现对俄罗斯燃气轮机制造商 JSC power machine 的直销收入,能够向其供 应铸造高温母合金也是公司近年来国际终端市场开拓取得的重要成果。

      在境外航空市场的拓展方面,公司生产的高温合金产品已经通过国内的锻件厂加 工后用于国外主机厂。公司向贵州航宇科技发展股份有限公司批量供应 C263 和 IN718,其锻件产品用于罗罗航空发动机;公司向航空工业贵州安大航空锻造有限责 任公司批量供应 IN718,其锻件产品用于罗罗航空发动机。 同时,公司正开展罗罗、赛峰、GE 等航空发动机主机厂的供应商审核或报价, 未来有望直接切入国际民航市场。就前者,根据罗罗的邮件回复,公司铸造高温母合 金已完成阶段 1“新供应商认证的立项”和阶段 2“国际航空质量体系审核认证阶段”, 正处于阶段 3“技术审核认证阶段”。就后者,根据赛峰的邮件回复,公司铸造高温 母合金完成阶段 1“新供应商认证的立项”和阶段 2“国际航空质量体系审核认证阶 段”,正处于阶段 3“未来五年铸造高温母合金的商务投标和技术审核评估阶段”。

      募投项目重点在于提升航空级高温合金产能和研发实力。2018-2021 年,公司高 温合金业务收入实现了 3 年 CAGR 为 105.94%的高速增长。公司生产的航空级高温 合金的下游民用市场,国内外需求旺盛;而军品市场,则处于进口依赖迈向自主可控的关键阶段。公司技术实力突出,多项牌号通过客户验证,应用于航空发动机及燃气 轮机的生产及研制;在当前时点通过募投项目迅速扩产,将技术领先转化为市场份额 的领先,保证核心竞争力,对于公司具有重要的战略意义。

      加强研发中心建设,确保技术领先地位。公司“新建研发中心项目”预计投资总 额 8470.71 万元,将主要用于设备购置和安装(3909.85 万元)及研究试验费(4500 万元)。公司目前主要研究方向与研发课题为: 1)高温合金主要强化元素及微量元素的作用机理,将选取典型的合金GH4169、 GH4065A、GH5188、DZ40M 及 DDXXX 进行研究; 2)真空感应炉冶炼纯净化控制技术研究; 3)保护气氛电渣和真空自耗重熔稳定化技术研究; 4)高温合金大规格棒材组织性能均匀稳定性技术研究。 公司将研发聚焦于底层机理的探究和生产工艺精细度改良,募集资金的大量投入 预计将强化公司技术 know-how,持续提升产品性能,为公司产品在国内外客户的大 批量验证通过提供有力支持。

      积极扩产提前锁定竞争优势。公司计划建设年产 1 万吨航空级高温合金产能,其 中变形高温合金 6000 吨、变形高温合金棒材 2000 吨及铸造高温合金母合金 2000 吨。结合公司现有产能以及募投项目以外购置设备形成的产能,随着募投项目的逐渐 落地,我们预计公司在 2024 年将形成 4000 吨/年铸造高温合金产能以及 8000 吨/年 变形高温合金产能,合计具备 12000 吨/年高温合金产能,为 2021 年底产能的 2.4 倍。

      虽然公司产能扩充幅度较大,但我们预计我国 2025 年在军用航空、运载火箭、 核电和汽车领域的高温合金需求将达到 41000 吨以上,而全球范围内民用航空、燃 气轮机和汽车领域的需求有望达到 23.5 万吨左右,远超过公司募投项目达产后的产 能;再结合公司的技术先进性逐渐得到下游海外客户的认可,不断拓展优质海内外客 户资源,我们综合判断公司可以消化募投产能。

      公司 2015 年涉足高温合金领域并积极推进相关重大投资:第一期铸造高温合 金母合金生产线 年投产,第二期变形高温合金生产线 年末试产。公 司高温合金业务发展速度较快,但业务开展主要依靠自有资金、私募股权融资和银行 借款,公司盈余积累和业务拓展进度不完全匹配。与行业内开展高温合金业务十数年 乃至数十年的竞争对手相比,公司的资金实力较弱,融资管道相对单一。

      高温合金行业上游采购的金属原材料价格相对较高,账期较短甚至现款现货,下 游客户回款周期相比则较长,公司日常经营需要投入大量的营运资金;同时,高温合 金产品通常在开发试制出成品且经过下游客户较长周期验证成功后,才能形成批量销 售,公司在开发和验证期间需要投入大量资金。随着公司经营规模快速增长,公司亟 需补充流动资金。 公司拟使用本次发行募集资金中的 6,000 万元补充流动资金,该部分资金将全 部用于公司的主营业务。该项目的实施,将在相应程度上降低公司的流动资金压力, 提高公司的偿债能力,增强公司的盈利能力。

      2021 年,随着公司高温合金业务快速增长,公司实现营业收入 72,577.75 万元, 同比上升 34.49%;2021 年度实现归属于母公司所有者的净利润 7,020.81 万元,同 比增长 102.09%;实现扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润 2,808.48 万 元,同比增长 176.46%。2018-2021 年,公司主营业务毛利率分别为 9.68%、12.83%、17.49%和 19.41%, 逐年快速提升,主要系公司产品结构调整至技术要求更高的高温合金所致。2020 年 公司实现扭亏为盈,2021 年继续增强盈利能力,净利率同比上升 3.23pct 至 9.67%。 期间费用方面,2018-2021 年期间费用率分别为 15.70%、18.85%、16.49%和 14.67%。 近年来公司管理及财务费率整体呈下降趋势,销售费率基本稳定,而研发费率逐年上 升。

      2018-2021 年,随着营收规模的增长及变形高温合金的投产,相应拉动了资产的 增长,公司资产总额分别为 7.51 亿元、8.27 亿元、8.71 亿元和 11.39 亿元;资产负 债率整体呈现下降趋势,不过由于公司高温合金业务的快速发展对资金需求量较大, 2021 年公司增加债权融资导致资产负债率上升。公司流动比率大于 1x,速动比率 21 年有所下降,但我们认为公司随着利润的快速增长,整体偿债压力不大。

      2018-2021 年,公司存货周转率逐渐下降,由 2018 年 5.65 次降至 2021 的 3.29 次;应收账款周转率自 2019 年开始逐渐下降。 现金流方面,公司 2018 年经营性现金流为负,主要系经营性应收项目大量增加, 处置固定资产的收益金额较大。2019 年大幅增加并转正,主要系当期获取高额非收 益性政府补贴。2020 年经营性现金流降低,但其净额与净利润差别较小,主要系高 温合金产销量大幅增加,同时当期获得高额政府补贴。2021 年,经营活动现金流量 净额低于净利润,主要系铸造高温合金母合金销售规模的增长及变形高温合金的生产 投入较多,目前诸多牌号变形高温合金正在两机领域验证,部分牌号已实现销售,经 营性应收项目和存货均明显增加。

      根据公司于 2021 年 12 月 29 日《8-1 发行人及保荐机构关于第二轮审核问询函 的回复意见》公告披露,截至 2021 年 12 月 27 日,公司高温合金在手订单未执行部 分超过 9000 万元,对应的主要客户有万泽股份、三角防务、派克新材、钢研高纳、 军品客户 A 和 B 下属单位,海外客户 WHOO PTE. LTD、Rusenergohouse Limited 等。结合公司现有高温合金订单间隔较短的特征,公司在手订单规模显示出良好的成 长性。

      铸造高温合金及镍基耐蚀合金:公司铸造高温合金及镍基耐蚀合金产品共用产能, 2021 年底,产能为 2000 吨/年。公司 2021 年新购置了线 月转固,因此我们预计公司 2022 年产能为 3000 吨/年。我们预计 IPO 募投项 目经过 2 年的建设,2024 年有望部分投产,新增 1000 吨/年的产能,合计产能达到 4000 吨/年。 2021 年公司铸造高温合金及镍基耐蚀合金产能利用率为 72%,我们综合考虑了 2022 年公司产品的旺盛需求,以及当年产能增长幅度较大的情况,假设 2022 年产 能利用率为 75%。2023 年,由于产能不变,产品需求旺盛,预计产能利用率提升至 90%。2024 年,由于产能扩大,预计产能利用率降低至 80%。

      变形高温合金:2022 年,公司购置了 12T 感应真空炉、水浸探伤设备、锻造加 热炉等设备,该等设备投产后变形高温合金生产线 吨/年。我们预计 IPO 募投项目经过 2 年的建设,2024 年有望部分 投产,新增 3000 吨/年的产能,合计产能达到 8000 吨/年。 2021 年,公司变形高温合金业务刚刚起步,产能利用率为 19%。我们综合考虑 了 2022 年公司产品的旺盛需求,以及当年产能增长幅度较大的情况,假设 2022 年 产能利用率提升至 40%。2023 年,由于产能不变,产品需求旺盛,预计产能利用率 提升至 90%。2024 年,虽然产能扩大,但变形高温合金产品的下游用量较大,预计 产能利用率维持 90%。

      合金管材:2021 年底,公司合金管材产能为 7000 吨/年,我们预计 2022-2024 年产能维持不变。 2021 年公司合金管材产能利用率为 77%,由于我们预计未来产能不再增加,假 设 2022-2024 年产能利用率随着下游需求提升而逐渐爬坡,预计 2022-2024 年产能 利用率分别为 90%/95%/100%。

      供给端:通过上述分析,我们认为随着公司 21 年及 22 年通过购置设备形成的 新产能逐步达产,募投项目产能有序落地,公司高温合金的供应能力将显著增强。 需求端:根据我们在 2.2 及 2.3 章节的测算,2024 年我国高温合金需求为 3.9 万 吨以上,而全球高温合金需求为 22.5 万吨以上,明显高于公司 2024 年高温合金(铸 造高温合金+变形高温合金)1.2 万吨/年的产能。

      在产品单价及毛利率方面,我们进行如下假设: 铸造高温合金:随着铸造高温合金的下游销售进一步向航空航天、燃气轮机等高 附加值领域渗透,我们认为产品单价有提升的空间和预期;而随着未来原材料镍的成 本的下降,可能在短期内导致单价的下行。综合考量两种因素,我们认为其对于产品 单价的影响可基本相互抵消,参考 2021 年的价格及毛利率水平,我们保守预计 22- 24 年单价维持在 24 万元/吨,毛利率维持在 33%。 变形高温合金:变形高温合金 2021 年为第一年量产出货,为了开拓客户,公司 进行了相应程度的让利。随着未来公司产品认可度不断提升,叠加公司对于海外业务 的持续拓展,参考市场价格水平,我们认为公司产品单价还具备提升空间,并带动盈 利能力上升。预计 22-24 年年变形高温合金单价分别为 22/23/24 万元/吨,毛利率分 别为 22%/23%/24%。

      镍基耐蚀合金:镍基耐蚀合金的单价参考 2021 年的水平,假设 22-23 年单价均 为 19 万元/吨,毛利率维持在 17%。 合金管材:合金管材随着产品结构的优化,参考 2021 年的水平,预计22-24年 单价较21年可进一步小幅提升,假设为7万元/吨,毛利率维持在 11%。

      (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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