高温合金材料是航空发动机性能提升的关键

　　高温合金行业自诞生以来，始终围绕航空发动机性能提升需求而不断推陈出新，从一代机到四代机的发动机演进轨迹来看，高推重比，低油耗率，更高的耐久性是其发展趋势。以推重比为例，在发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下，涡前温度每提高100卡，推力增加15%。高温合金占据发动机总重量的40%-60%，预测未来航空发动机性能的提升中，新材料的贡献率将达50%-70%，而材料和制造技术对发动机减重的贡献将为70%-80%。

　　前沿趋势，单晶突破和陶瓷复合基材料异军突起

　　高温合金可分为铸造、变形、新型合金三大类型。铸造合金里的单晶材料的突破，将决定了下一代发动机的发展趋势。陶瓷基复合材料(CMC)等非金属材料突破了金属合金的温度极限，是未来的发展趋势。GE在其GE9X已经做了成功尝试，CMC新材料在2200oF的温度下可保持强度不变，比金属整整高出500oF，而重量只有金属的三分之一，使得发动机油耗效率全球领先。今年6月，GE新建工厂大力生产CMC，预计该材料未来需求将飞速增长，但目前国内受制于成本问题尚未推广。高温合金行业具有寡头垄断和抗经济周期属性，且国内长期处于供不应求状态，国产化率50%-60%，供需缺口呈扩大趋势。

　　千亿资金即将启动，政策扶持和技术升级推动行业需求大爆发

　　政策方面，通航政策放开，“飞发分离”落地，航空发动机与燃气轮机重大专项将于下半年启动，千亿资金将陆续涌入;技术方面，太行系列发动机衍生型号陆续推出，有望装备歼-11和歼-10，军用需求国产化继续加速，民用方面C919将于下半年首飞，最快于2017年交付，标志着大飞机领域即将打破国外垄断，填补国内空白，发动机需求将呈现井喷之势。我们根据公开数据推算，未来二十年航空领域高温合金需求约30万吨，市场规模接近千亿;未来十年燃气轮机领域规模在50亿左右，原子能领域需求6000吨，规模达13亿，汽车领域需求5000吨，规模达12亿。综合来看，行业将保持15%以上的增长速度。

　　推荐钢研高纳和应流股份

　　钢研高纳是国内铸造高温合金行业领跑者，三大业务营收近年一直保持15%以上的高速增长，抗经济周期能力强，盈利能力稳定，2016年一季度增长20%;新产品研发方面，关注单晶、无人机、镁合金、核电重大突破;订单情况良好;成材率方面进一步提高。应流股份成立了全资子公司应流航源，先后联手北京航空材料研究院、GE、德国SBM，强势布局两机零部件领域，完善价值链延伸。

　　风险提示

　　经济系统性风险，技术推进不及预期，高性价比替代性材料出现

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　　高温合金材料是航空发动机产业发展的关键

　　自20世纪30年代以来，高温合金行业始终围绕航空发动机性能的提升而不断推陈出新，目前镍基合金牢牢占据核心地位。钛铝系金属间化合物是目前应用最有潜力的材料之一，镍基单晶合金的发展对于提高发动机推重比具有革命性意义，很大程度上决定了下一代航空发动机的发展。未来树脂基、金属基、陶瓷基复合材料等非金属高温材料将突破金属能承受温度的极限，是发展的趋势，不过目前受制于成本等问题尚未推广。

　　从第一代到第四代机发动机的演进轨迹来看，高推重比，低油耗率，更高的耐久性是其演进趋势。高温合金材料用量占据发动机总重量的40%-60%，预测在未来航空发动机性能的提升中，新材料的贡献率将为50%-70%，而材料和制造技术对发动机减重的贡献将为70%-80%。因此，高温合金材料是航空发动机产业持续发展的命门。

　　(一)高温材料分类及其应用进展

　　1、高温合金分类及其应用领域

　　高温合金是指以铁、钴、镍为基，能在600℃以上高温环境下服役，并能承受苛刻的机械应力，因具有良好的抗氧化和抗热腐蚀、优异的蠕变与疲劳抗力，良好的组织稳定性和使用可靠性，主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压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、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。

　　高温合金按照适应温度环境，分为760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料。按照中国金属协会高温材料分会对该类别高温合金的分类，可细分为铸造高温合金、变形高温合金、粉末高温合金、氧化物弥散强化合金、钛铝系金属间化合物高温材料等五大类系。

　　(二)历史源起：航空发动机皇冠上的明珠

　　1、高温合金发展是基于航空发动机性能提升的需要

　　从行业起源看，高温合金行业伴随航空发动机的发展而发展。自20世纪初第一台采用铸造涡轮工作叶片的航空发动机问世以来，高温合金材料的就与航空发动机的发展结下不解之缘。英、德、美最早于20世纪30年代开始着手研究高温合金，其后，受到第二次世界大战、美苏冷战军备竞赛、两伊战争等因素的催化，对发动机推重比等性能指标不断提出新的要求，促使各国的科研工作者不断推陈出新各种新型高温合金材料。

　　我国自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功，到目前已有60年的发展历程，逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金，成为继英、美、俄之后第四个拥有独立的高温合金技术体系的国家。70年代以来，美国采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘，研制出单晶叶片等高温合金部件，以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要，引领该领域的发展趋势。

　　航空发动机被誉为“制造业皇冠上的明珠”、“工业之花”，是整个工业体系中含金量最高的工业品之一。航空发动机作为飞行器的动力装置，具有结构复杂(一台发动机就有数万个零部件)、材料高端(耐高温、抗腐蚀、抗氧化)、研制周期长(一般15年-30年)，价值高昂(欧美国家研制一款约投入20亿美元左右)特点，是涵盖工程热物理学、化学、材料学、结构力学、信息科学、机械制造等等多个学科最顶尖技术基础之上的综合高技术产品。因航空发动机对于一国国家安全的重要地位，包括高温合金先进材料在内的各项核心技术一直被美国垄断。美国发布的《瓦森纳协定》禁止两类清单出口：一份是军民两用商品和技术清单，涵盖了先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等9大类;另一份是军品清单，涵盖了各类武器弹药、设备及作战平台等共22类。可以看出，航空发动机于一国的重要地位，高温合金材料的研发意义不言而喻。

　　航空发动机分类与运行原理：航空发动机主要分为活塞式发动机和燃气涡轮发动机，其中按照核心机出口燃气的可用能量利用方式的不同，燃气涡轮发动机又可分为：涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。活塞式发动机在速度上受限(难以接近或超过音速)，功率更大、重量更轻、高速性能更好的涡轮发动机自20世纪40年代以来逐步取得市场主导地位。其运行原理为：空气从涡扇发动机的进气口流入，经过压气机压缩后，在燃烧室与煤油混合燃烧，高温高压燃气经由涡轮、喷管膨胀，最后高速从尾喷口喷出。涡扇发动机的推力一部分来自喷出燃气所产生的反作用力;另一部分是涡轮驱动风扇，风扇旋转驱动空气，经由发动机外涵道喷出的反作用力。

　　从发动机材料构成来看，高温合金材料用量占据航空发动机总重量的40%-60%。高温合金主要用于发动机的四大热端部件：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件，在发动机数万个零部件构成中，应用领域十分广泛。

　　2、高温合金是提升航空发动机性能的关键

　　推重比、耗油效率、使用寿命是航空发动机性能的三个关键指标。推重比表示发动机单位重量所产生的推力，推重比越大，发动机的性能越优良。根据经验公式，在发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下，涡前温度每提高100卡，推力增加15%。从前四代航空发动机性能指标的演进轨迹来看，提高推重比，降低耗油率，提高耐久性是航空发动机的内在发展要求，而提高涡前温度，必须保证有足够强大的高温材料作为支撑，可以说，高温材料和制造工艺直接影响着航空发动机推重比等关键性能指标。

　　先进的材料和制造工艺是航空发动机实现减重、增效、改善性能的关键。最初的军用发动机推重比仅为2~3，现在高性能的推重比发展到了15~20，与第三代发动机相比，第四代发动机的推重比增加20%，零部件数目减少40%-60%，零件的寿命增加150%，寿命循环成本至少降低25%，耐久性增加两倍。预测在未来航空发动机性能的提升中，新材料的贡献率将为50%-70%，而材料和制造技术对发动机减重的贡献将为70%-80%。

　　(三)未来趋势：单晶突破和非金属材料的异军突起

　　1、单晶对于提升发动机推重比等指标具有决定性意义

　　单晶高温合金的进展在一定程度上决定了下一代航空发动机的发展。在当代先进航空的众多衡量指标中，高涡轮工作温度是最显著的标志，以此增加推力、提高发动机推重比，而影响发动机涡轮前温度的首要因素是涡轮叶片和涡轮盘的耐温水平。为了应对更高的涡轮前温度需求，单晶高温合金先后研制出了五代(包括在研)。

　　镍基单晶高温合金是在等轴晶和定向晶柱高温合金基础上发展起来的一类先进发动机叶片材料。与其他高温合金相比，镍基单晶合金具有更为优异的综合性能，成为高推重比航空发动机的关键材料，甚至可以说，没有单晶高温合金，就没有高推重比的航空发动机。比如，采用第三代单晶合金作为叶片材料的推重比为10的F119发动机涡轮进口温度为1677℃，比采用定向合金的推重比为8的F100发动机涡轮进口温度(1370℃)提高了307℃。

　　镍基单晶高温合金自自20世纪80年代以来开始发展，截止到目前，以美国为代表的发达国家，最新进展已经在研制第五代单晶合金材料，而我国镍基单晶高温合金研制从20世纪80年代初开始，现已发展到以DD22为代表的第四代合金材料，但是，合金性能和发达国家相比尚存在一定的差距。

　　2、发展趋势：树脂基、金属基、陶瓷基复合材料和金属间化合物

　　随着对涡前温度要求的继续提高，达到金属材料使用温度的极限，航空发动机所需要的材料由760℃，向1200℃乃至1500℃升级，表现在传统以镍、钛、钢三足鼎立时代逐渐向树脂基、金属基、陶瓷基复合材料和金属间化合物过渡。陶瓷基复合材料、金属间化合物、C/C复合材料由于密度小，强度大、耐高温等优点，有利于减轻材料质量，满足飞机性能提升的要求，成为最有潜力的高温材料。但到目前为止，有两个原因限制了这种材料的应用：一是在1200-1600℃高温条件下，此类材料优势无法匹敌镍基合金材料，二是新型材料的成本相对较高。

　　陶瓷基复合材料(CMC)对于两机热部件性能提升具里程碑意义。其具有耐高温、密度低，有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，不发生灾难性的损毁等特点。采用ZrC、TaC、ZrB2等对CMC-SiC进行超高温基体改性和涂层改性，以发展更长寿命、更高温度和结构功能一体化的新型超高温结构材料是目前最新的研发趋势。国内从20世纪90年代开始大量研究CMC-SiC及EBC涂层，建立了具有自主知识产权的工艺技术路线和设备体系，目前材料性能已接近或达到国际先进水平。

　　在最新实践方面，GE近日建首个碳化硅材料工厂，预计航空发动机上CMC需求将飞速增长。根据GE2013年年度报告的披露，其最新推出的机型GE9X——波音777X系列唯一选型发动机。该发动机采用了GE的一项独特发明，一种陶瓷复合材料(CMC)的新材料，这种新材料在2200oF的温度下可保持强度不变，这一参数比金属整整高出500oF，而重量只有金属的三分之一。在新材料及制造工艺提升的帮助下，该款发动机的燃油效率较旧机型相比提高20%，是目前世界上最大且燃油效率最高的飞机发动机。

　　2016年6月，GE航空集团宣布在阿拉巴州新建两个大规模工业生产的碳化硅材料工厂，以用于陶瓷基复合材料部件(CMC)的制造。GE预测航空发动机和燃气轮机对CMC未来的需求将增长10倍。每台LEAP发动机需要至少18个CMC涡轮部件，以确保涡轮叶片的效率。GE正在研发的GE9X发动机的燃烧器和高压涡轮部分也采用了CMC部件，该引擎将作为波音777X双通道飞机的动力，目前GE9X发动机的订单已经超过700台，将在2020年进入商业服役。

　　碳/碳复合材料耐高温(1800~2000℃)和低密度(1.9g/cm3)，可能使发动机大幅度减重。国内从20世纪70年代开始该研究，现研发的材料性能与国外同类产品相当，目前主要考虑解决 C/C抗氧化的问题。

　　(四)投资属性：长期供不应求、高壁垒、寡头垄断

　　1、行业长期处于供不应求局面

　　国内高温合金行业长期处于供不应求局面，且缺口有增大趋势。根据中国金属学会高温材料分会的预测，我国高温材料年需求量超过2万多吨，市场容量超过80亿，而我国高温合金材料的年产量约1万吨，长期处于供不应求的局面。有机构预期未来10年全球高温合金需求每年保持15%的速度增长，10年后全球高温材料需求量将超过40万吨，市场容量超过1600亿元。

　　2、高技术壁垒造就企业天然屏障

　　高温合金行业具有强垄断性和稳定性，行业龙头将长期享受行业壁垒带来的红利。其行业壁垒主要体现在技术壁垒、市场准入壁垒、质量标准壁垒、累验曲线等门槛儿，使得新进入者面临较高的进入成本和时间成本。由于行业特殊属性的存在，无论从国外经验还是从下表5国内高温合金细分市场和主要参与者上，可以看出该行业呈现寡头垄断属性，每个国家仅有1-2家寡头厂商。

　　3、寡头垄断是行业基本竞争格局

　　就全球范围来看，从事高温合金材料的厂家不超过50家，主要分布在以美、英、德、法、俄、日本等国家，其中美国的通用电气和普惠两家实力最为强大，从航空发动机的市场占有率来看，通用、普惠、罗罗、MTU四家所占的份额高达84%，呈现出明显的寡头垄断格局。具体到某个国家来看，每个国家内部也只有1-2家厂商占据寡头垄断地位。世界上航空发动机与单晶叶片制造技术水平最高的是美国的GE公司和英国的Rolls-Royce公司(罗罗公司)。

　　从国内来看，钢研高纳是国内高温合金材料领域的龙头，研发人员数量和成果占有绝对优势。抚顺特钢、中科院金属所、航材院、应流股份、炼石有色等在各领域各有所长。

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　　推动行业发展的两大核心动力：政策扶持与国产需求

　　随着通航政策和“飞发分离”落地，我国传统的航空发动机研发体制得以根本改变，两机专项计划预计在下半年启动，千亿资金将密集投入。受政策催化，我们预期航空发动机与燃气轮机技术升级的步伐将进一步加快。

　　受政策扶持和国产需求两大驱动因素，高温合金材料迎来历史性发展机遇。“两机专项”的主角——航空发动机和燃气轮机占据高温合金材料下游应用的近75%，对于高温合金材料行业起到主要的推动作用。我们测算出未来二十年，航空发动机对高温合金的需求总量将达到30万吨，市场空间近千亿，燃气轮机发电将在未来十年带动50亿左右的高温合金材料需求，汽车和原子能领域也将为高温合金的爆发每年带来12亿左右的增量。综合来看，我们预计未来十年，中国高温合金年复合增长率将超过15%。

　　以“两机”重大专项政策为支点，撬动千亿资金

　　1、两机专项千亿资金启动在即，高温合金率先受益

　　呼之欲出，“两机专项”将于2016年下半年正式启动。为了提升我国航空发动机和燃气轮机行业的自主创新能力，国务院于2013年批准设立“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项(“两机专项”)，成立专家委员会对专项实施方案开展论证，2014年7月两机专项实施方案正式上报国务院。

　　即将在2016年下半年出台的两机专项将重点聚焦涡扇、涡喷发动机领域，同时兼顾有一定市场需求的涡轴、涡桨和活塞发动机领域，主要研发大涵道比大型涡扇发动机、中小型涡扇/涡喷发动机、中大功率涡轴发动机等重点产品。另外，专项行动还将安排包括商用航空发动机运营、航空发动机智能化生产线等在内的多个产业示范工程。而先进大涵道比风扇系统、高压压气机等关键零部件，以及长寿命涡轮、先进航空复合材料等关键技术，也会是专项行动的攻坚重点之一。

　　受益于两机专项千亿资金启动，高温合金行业将迎来爆发性增长机遇期。按照“两机专项”实施方案，在2020年前，国家将投入千亿资金，支持航空发动机和燃气轮机产业的发展。航空发展，动力先行;动力发展，材料领先，我们知道“两机专项”的主角——航空发动机和燃气轮机占据高温合金材料下游应用的近75%，对于高温合金材料行业需求起到最主要的推动作用，预期高温合金行业迎来巨大的历史机遇期。

　　(二)技术升级，国产多样化催化行业需求大爆发

　　1、“飞发分离”，激活体制，航空发动机上升国家战略

　　倾国之力打造，中国航发将成为中国航空发动机项目的主体实施单位。从中国航发组建过程来看，中国航发前身为2009年1月成立的中航商用航空发动机公司，原为中航工业全资子公司，2010年10月份以来中航工业对其发动机相关业务进行资产重组整合，陆续将集团下属的A股上市公司中航动力、成发科技、中航动控转移至新组建成立的中国航空发动机集团有限公司。截止2016年初，相关航空发动机公司已经合并了价值1100亿元的资产，另外还额外投资350亿元。

　　2016年6月12日，据北京市工商局企业信用信息公示系统显示，中国航发于5月31日正式成立，经营范围包括，军民用飞行器动力装置、第二动力装置、燃气轮机、航空发动机技术衍生等产品的设计、研制、生产、销售和售后服务;飞机、发动机、直升机及其他国防科技工业和民用领域先进材料的研制等。

　　中国航发的成立将改变我国传统的航空发动机研发机制，向国际标准看齐。中国航发的成立，标志着航空发动机上升到国家战略层面，获重点扶持，同时也标志着中国告别传统“飞先后发”，即“飞机型号在先，发动机型号在后”的落后发动机研发体制，遵循发动机行业正常的客观规律。“飞发分离”的体制，一方面有利于推动中国发动机板块的资产整合，优化业务布局，发挥产业集群效应和协同效应，聚集多方力量，减少资源投入的重复性;另一方面，使得发动机研发方面可以获取独立的研发资金，而不必像之前那样依赖大飞机项目整体的实施进度。

　　2、太行系列国产化加速，将为高温合金应用打开成长空间

　　以国外经验来看，核心机派生型号的研制时间将大大缩短，加速推进国产化。以美国GE9核心机为例，在20世纪70年代到90年代，短短二十年的时间里，就在其基础上派生出了F101、F404-400、F110、CFM56-2、CFM56-3、CFM56-A、CFM56-5B、CFM56-7等9个衍生型号，大大丰富了产品类别。GE在其2013年年报中披露，推出了GE9x发动机型，并放出豪言要每年将推出一款航空发动机型。可见，随着技术的不断成熟和完善，航空发动机推出的速度也将大大提高。

　　WS10基础上陆续改制成功的新发动机型，将进一步打开行业需求空间。由606所研制的WS10航空发动机填补了我国航空涡扇发动机的空白，是国产第三代大型军工航空涡轮风扇发动机，推重比为7.5，最大推力为132KN，于2005年年底定型，目前处于技术成熟状态，主要应用于歼11/11B、歼-10等第三代机型。该发动机自1986年开始研制到2012年才正式进入批量生产阶段，时间间隔极长，但在WS10的基础上进行改制各种核心机型的时间可以大大缩短。2006年末，WS10的发展型号WS-10A在J10上进行首飞,定于2010年第四季度完成生产定型试验。2016年2月22日，中航工业发动机研究院研制的WS-10B在WS10d的基础上改制成功，增加了发动机的推力，有望装备歼-11和歼-10。在WS10基础上不断推陈出新的新发动机型将丰富国产发动机机型，带动高温合金材料的使用需求。

　　3、与国际先进水平有二三十年的差距，目前研发速度有望超预期

　　中国航空发动机的研发水平距离国际先进水平落后二三十年。从世界军用航空发动机发展趋势图来看，以推重比为核心指标进行比较，中国目前最先进的太行系列WS10较美国在1975年研制成功的F404落后近30年，预计将于2020年投产的WS15，欧洲同级别的EJ200早在20世纪90年代末就研制成功，美国的F414则更早。

　　目前中国几乎所有的民航飞机发动机都依赖进口，军用发动机则主要是自主研制+引进俄罗斯或乌克兰引擎。比如2015年11月2日总装下线的国产大飞机C919，采用的LEAP-1C发动机，由法国斯奈克玛公司与美国通用公司合资的CFM公司研制。2015年11月29日，中国交付的首架投入商业运营的国产中短航程新型涡扇支线飞机ARJ21，使用了GE航空集团生产的CF34-10A发动机。

　　4、大飞机打破垄断，C919下半年首飞，最快将于2017年交付

　　我国自主研制的C919大型客机将于今年下半年首飞，最快2017年完成后续各项技术验证，并开始正式交付。一旦C919在年内完成首飞，就意味着我国C919大飞机工程将取得阶段性成果，这不但会进一步促进我国大飞机产业的快速发展，还将有助于国产大飞机产业集群的加速成型。公开信息显示，C919迄今为止共接到来自21个买家的517架次订单。业内认为，C919大型客机一旦交付，将一举打破国外公司对大飞机行业的垄断，这将对我国航空产业乃至高端制造业带来深远影响。

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　　市场空间及预测：未来十年将保持15%以上增长率

　　(一)下游航空发动机和燃气轮机发电占据近75%

　　航空发动机与燃气轮机发电需求占据行业主导地位。据Roskill统计，目前全球每年消费高温合金材料约28万吨，市场规模达100亿美元。按照下游应用行业领域划分，其中航空航天领域占据消费量55%，电力占据20%，机械占据10%，其他领域占据15%;按照军用和民用领域划分，目前军用和民用领域高温合金需求呈现二八分布的态势;根据中国材料学会高温金属分会给出的数据，目前国内高温合金市场年需求在2万吨左右，国内供应约1万吨，判断国产自足化率约50%。

　　(二)预计未来十年，行业将保持15%以上的增长率

　　高温合金因其具备的良好的抗氧化和抗热腐蚀、优异的蠕变与疲劳抗力，良好的组织稳定性和使用可靠性，广泛应用于航空航天、电力、原子能等。我们分别结合了在各个行业中的应用，给出了其市场空间预测。

　　1、航空发动机领域未来二十年行业需求将达30万吨

　　为根据高温合金材料在航空发动机领域中的应用，推算行业市场空间，我们提出如下假设：

　　1)主流军用发动机重1.9吨，平均40万元/吨的军用材料;

　　2)主流民用发动机重2.5吨，平均30万元/吨民用材料;

　　3)每台发动机中，高温合金占比按50%计算，成材率按18%计算;

　　根据智研咨询发布的《2016-2022年中国航空发动机市场运行态势及投资战略研究报告》，未来20年我国军用飞机数量5444架，航空发动机需求量21958台。根据波音公司预测，未来20年中国新增民用飞机数量将达到6330架。因此我们推测，中国未来二十年需要近5万台左右航空发动机，我们根据以上假设计算得到，未来二十年航空发动机领域高温金材料需求在30万吨左右，市场空间接近千亿。根据中国金属协会高温材料分会的数据，目前年均需求为2万吨左右，国产化率在50%-60%，其中高端高温合金航空领域需求3000余吨，我们认为按照未来二十年市场空间需要30万吨的数量来看，该领域行业年复合增速将达到15%。

　　2、高温合金在其他领域中的应用

　　在燃气轮机发电领域，未来十年将带动高温合金材料50亿的需求空间。燃气轮机是航空发动机的延伸，广泛应用于船舶动力、煤电、核电、气电等领域，因燃气轮机喷到叶轮上的气体温度高达1300℃，需要抗高温腐蚀性能优良和长期组织稳定的抗热腐蚀高温合金来打造涡轮叶片和导向叶片。

　　发达国家燃气轮机在发电领域占据重要地位，目前基于燃气轮机及联合循环电站的发电量约占全球发电总量的 22%。就国内而言，从 2002 年开始，随着西气东输和进口液化天然气(LNG)的增加，我国启动了重型燃气轮机国内市场需求，通过引进了国外先进的 F/E 级重型燃机制造技术，并成功实现了国产化制造，满足了我国电力工业的需要。至2013 年底全国燃机电站装机超过 34GW，约占全国发电总装机容量的 3%，较国外还有很大提升空间。

　　燃气轮机的研制被列为重大专项计划之一，今后几年将进入燃气轮机的高峰期。清华大学燃气轮机研究院教授任静预计，到2025年，我国燃气轮机联合循环发电装机可达120-150GW，即在现有基础上增加4-5倍，在整体电力工业结构中可占5%。我们预计将对高温合金材料市场需求空间将达到50亿左右。

　　汽车领域，高温合金未来年需求在5000吨左右，市场规模11个亿，年均增长超过20%。高温合金在汽车中的应用领域包括涡轮增压器、发动机排气管、内燃机的阀座、镶块、进气阀、密封弹簧、火花塞、螺栓以及热发生器等装置。涡轮增压器是主要的应用部件，因为涡轮增压器经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600℃左右，增压器转子以8000-11000r/min的高速旋转。国外重型柴油机涡轮增压器装配率高达100%，而我国目前渗透率仅50%左右。

　　以2015年中国汽车产量2450万辆为基数，每万辆汽车涡轮增压器高温合金用量约2吨，2015年该领域市场容量达5000吨。预计到2020年，受益于汽车产量的增长，涡轮增压器渗透等催化因素，万辆汽车高温合金的需求量将达到4.2万吨，对应总的需求量将达到1.5万吨，年均复合增长率达25%。

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　　投资策略与推荐标的

　　(一)钢研高纳：铸造高端高温合金领跑者

　　公司作为国内高温合金行业的龙头，大股东为中国钢研科技集团，实际控制人国资委，积累了很深的行业背景。主营铸造高温合金、变形高温合金即及新型高温合金三大板块业务，主要产品包括面向航空航天的高温母合金、发动机精铸件、航空发动机盘锻件等;面向发电设备制造领域的汽轮机涡轮盘、防护片等;面向石油、化工、纺织、冶金等领域的高温合金精铸件、自润滑轴承、切断刀等。其中60%的业务集中在航空航天领域，新开拓的电力、石油化工等领域呈现积极增长态势。

　　在三大业务增长速度方面，近年一直保持在15%以上的高速增长率，盈利能力稳定，抗经济周期能力强。2016年一季度营业收入1.26亿，同比增长20.43%。主要原因在于，一、就整个行业层面来看，供需缺口一直在扩大，一季度订单情况良好;二、公司产品成材率稳步提高，质量越发稳定。从近十年公司主要产品毛利率增长趋势来看。铸造合金和变形合金由06年不到20%，增长到目前的30%，新型合金毛利率高达43%。成材率的稳定提高帮助公司获得更高的竞争壁垒;三、变形高温合金业务增速扩大，2015年签订合同同比大幅增长，收入首次超过铸造合金业务。

　　在新产品开发方面，新产品陆续出炉，有数项重大科技突破，为业绩增长提供强大的后劲支持，2016年有以下看点：一、叶晶突破成品率难关，供货能力数倍提升。2015年，公司在DD407单晶叶片工程化关键技术取得重大突破，目前该叶片型面尺寸精度可控制在±0.05mm内，是目前国内精铸叶片精度达到的最高水平。2015年全年较2014年，交付能力提高了4倍。预计2016年单晶叶片将真正成为公司新的经济增长点;二、突破镁合金铸造技术，河北德凯利用镁合金技术试制国内最复杂的机匣，标志着高纳德凯公司达到了国内最高的镁合金铸造水平。其前沿性和突破性受到了主管机关的高度关注。2016年该附件机匣可实现小批量供货，目前德凯公司是国内生产该型号机匣的唯一供应商;三、核电领域，2015年公司耐蚀合金在核电领域取得较大进展，实现小规模稳定供货;四、无人机领域，突破了X2/X5无人机用K417G合金整铸叶盘，M951和K418合金导向器关键制备技术，交付的铸件通过了考核，其中X2发动机已经定型，进入小批量生产阶段，目前钢研高纳为该发动机高温合金铸件唯一供应商，拓展了高纳产品的应用领域。

　　(二)应流股份：强势布局航空领域

　　立足核电领域高端装备零部件，技术力量雄厚。公司为国内高端装备关键零部件供应商，主业涉及航空、核电、油气、资源及国防军工等高端装备领域泵及阀门零件、机械装备构件，产品出口以欧美为主的30多个国家。国内唯一掌握消失模精铸技术，生产核主泵叶轮、导叶单件重量达到3吨，突破国内外技术极限。掌握3D打印、三维建模、快速成型、无模造型等数字化制造技术，以及应用机器人的智能化高端精铸技术。公司是国内首家获ASME III核电产品材料组织质量证书的企业，也是中国极少数拥有核一级泵阀类铸件《民用核安全设备制造许可证》的企业。

　　成立应流航源，强强联手，强势布局两机零部件领域，完善价值链延伸。一、联手北京航空材料研究院，其为公司提供高温合金等轴晶涡轮叶片、燃气轮机叶片、导向器等结构件制造及高温合金返回料再利用专有技术，并协助公司建立大尺寸高难度等轴晶涡轮叶片生产线;二、联手GE，为其开发多种型号的等轴晶和定向高温合金叶片;三、拟联手德国SBM共同研发输出功率分别为130HP和160HP的两款涡轴发动机、设计起飞重量分别为450kg和700kg的两款直升机。更多最新投资分析报告，市场分析报告，市场调查报告，市场调研报告请访问灵核网。