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高温合金行业深度报告:市场空间、竞争格局、盈利驱动力
(一)性能:热端部件应用材料,不同类型合金工艺成熟度存在差异,(2)Titanium Metals是世界上最大的,供应了世界近五分之一的钛需 求,TIMET成立于1950年。
于1952年生产出世界上第一个钛锭,1955年获得了美国 空军第一笔大订单,1957年开发出真空自耗电极电弧熔炼炉,目前,TIMET是少数 在美国和欧洲均设有生产设施的钛供,运营五个分布在美国与欧洲主要航空航 天、工业制造聚,其专用的钛分销和增值加工设施保有了世界上最 大的现,(报告来源:未来智库)。
(1)变形高温合金形变加工依赖于大吨位锻压机和成熟,高温合金由于 γ'相含量的增加增强了合金的强度,但也同时导致了合金变形抗力增强,塑性降低,导热性差。
进而对变形高温合金加工的锻压能力提出了更高的要求,由于部分变形 高温合金在制成棒、涡轮盘等结构件的过,目前国内非钢 铁厂出身的高温合金供应商,在制造变形高温合金标准件环节时存在将部分开胚/锻造,同时,在模锻环节(即棒材的关 键成型阶段),需要大吨位锻压机的支持,同时该环节的工艺壁垒仍然较高。
(1)从盈利规模看,CRS在2007~2008年创1981年以来营业收,从增速看,2001年航空业萧条期后2002/2003年公司营,在 2004~2007年四个会计年度内营收增速实现,2005~2008年内净利润实现四 连增。
ATI表现与CRS接近,营业收入在2003~2007年内快速增长,从2002年的低点 19.08亿美元,持续增长至2008年的53.10亿美元,净利润规模表现相对滞后一年,从2003年的低点-3.15亿美元增长至2006年,营收、净利润规模均为1995年以来新高值,(五)行业成熟期竞争加剧。
牌号标准化及竞对一体化整合为主要压力,从纵向角度来看,高温合金材料企业的扩张方向主要为向下,开拓以铸造和锻造工 艺为代表的发动机部件生产业务,实现材料制造和部件制造的一体化,由于中游环 节相对更高的资本支出、与下游客户相对更,以及历史上多次并购整 合等,美国多数中游部件公司的规模相对较大。
对比美国中游部件制造龙头之一 HWM(HOWMET,即使部件加工企业HWM的税前利润率和上游高温合金企,但二者的净利润规模有显著差异,在2001~2020年HWM和ATI净利润同为正 ,HWM的平均净利润规模为ATI的4.5倍。
一方面,下 游应用领域研制时间长、可靠性要求高、系统复杂程,牵引上游高温合金材料 相比下游整机更慢的技术迭代速,加之航空发动机对安全可靠的要求多提高认证 门槛,继而提高新供应商进入的难度及时间。
另一方面,受限于性能及成本差异,即使在同一结构,高温合金的使用范围也有较大不同,多种工艺在技术、性能、成本上 的不完全互补性,且所需经验壁垒高,重资产属性下企业竞争核心在于成本领先,该优势源自长期且规模化的资本开支。
及具备多产品线共用对抗需求波动,具备其 他业务实现部分设备共通共用的企业,其对抗行业需求短期波动以及抵抗新进入者 的能力也相,运行环境的恶劣程度为售后市场空间的决定因素,进而决定航空发动机与民用飞机 项目全寿命现金流差异,航空发动机产业投资的重点在于对其全寿命现金流特征的。
以民航为例,飞机整机及发动机的长期运行环境存在较大差异,是二 者商业模式差异的根本原因所在,相较于发动机,叠加对安全性、可靠性及舒适性 的要求,民航飞机运行在相对良好的环境中,尽管飞行载荷及次数会对飞机结构和 部分系统(如航电。
需要对其子系统及结构进行维护以确保运行安 全,但维护工作通常不涉及更换飞机的主要部件,发动机工作时,其关键部件通常 浸没于高温、高速、腐蚀性的气流中,转速足以使得部件承受较大应力并发生磨损,(四)为何走向多寡头:不同工艺路线跨度大。
均要求较高的经验壁垒,商业模式带来的规模差异,或导致上游高温合金企业和中游部件加工企业持续性经 ,对比HWM、CRS和ATI现金流的资本支出可以 发,每年HWM用于资本支出的现金显著高于高温合金企业C,2001~2020 年平均资本支出为ATI的9倍,同时。
反观三者经营活动的产现能力,HWM的经营活 动现金净流量和ATI及CRS差异较,2001~2020年HWM年平均经营活动现金净流 ,铸造高温合金母合金产品方面,直接材料为营业成本的主要构成,镍构成主要成本,图南股份铸造高温合金母合金2016~2018年间直。
2018、2019H1占比甚至高达约90%,隆达股份2017-2020年高温合金以铸造高温合金,2018-2020年间直接材料占营业成本比重均超8,金属镍作为高温合金母合金主要原材料,据隆达股份招股 书,2018~2021H1的四个报告期内,高温合金主要原材料镍的采购均价分别为9.15 万元。
2019年度、2020年度、2021 年1-6月采,也导致了成本结构中直接材料占比上升,2.应用领域二:燃气轮机,工业燃气轮机高温合金的潜在需求较为广阔,成本波动方面,考虑电解镍为主要原材料,假设其他成本项目占比及销售价格不变,则(1)母合金方面。
电解镍价值每增长10%,铸造高温合金母合金(对于图南股份) 毛利率或下降约,(2)精密铸件方面,假设铸造高温母合金为自产自用,则电 解镍价值每增长10%,精密铸件(对于图南股份)毛利率或下降约0.4%。
在下游主机厂供应链改革的背景下,部分强势中游积极并购上游,尤以PCC在2006 年收购彼时美国乃至全球的高温,中游寡头与上游寡头的强势合并,在多数牌号同质化竞争下。
或削弱上游部分独立 高温合金厂商在行业以及对中游锻,(二)产业链:以镍等为原料,处于上游环节,有向下纵伸的发展趋势,中长期看,高端装备用航空发动机市场空间的增长性较为突出,据国内航空发动机 控制系统核心供应商航发控制202。
随着党的十九届五中全会提出的到2035 “基本实现,未来几年我国军用飞机从需求层次和数量上将会显著增加,据航发控制2021年12月24日公开的投资者交流内,“航空动力方面当前的需求增长主要包括:,扩张期。
中长期看格局依然稳定,在此背景下,美国多数高温合金公司希望与客户签订长期协议,对量的需求放大原 材料(如镍、海绵钛等)的成本波动,在高温合金产品的成分结构中,原料成 本具有较高的占比,以国外高温合金厂商HAYN为例。
其原材料占比销售成本可达 45%,因此上游原料价格的波动或对其盈利质量可造成较明显的,航空发动机高安全可靠性要求、工艺间的低互补性&高经,具有规模化成本优势、先发高技术经验积累的企业有望强,全球范围看,高温合金行业呈现多寡头格局,长周期稳定性较强,其底层驱动力在于:。
针对铸造高温合金,目前一般适用真空感应熔炼,因此,在铸锭熔炼环节,对于铸造 高温合金,所需的主要设备包含真空感应熔炼炉、脱模设备等。
对于正三联工艺制 造的变形高温合金,所需的主要设备包括真空感应熔炼炉、电渣重熔炉、真空,但对于高温合金,生产制造的核心内容是内控标准的指定,而设 备使内控标准落地,即先进设备并非决定产品质量的唯一要素,制备工艺和材料设计本身对于产品质量也至关重要。
2.国内看,特钢系背景企业产能及规模优势突出,国企与民企的规模差距较为明显,以ATI为例,ATI为美国高性能特种金属,如钛合金、镍合金等,主要供应商之一,ATI三大业务。
高性能金属、扁平材产品、工程产品,其中高性能金属主要销售钛合 金、镍基合金及特种合金,2001~2008年间,高性能金属业务收入占ATI 业务收入的30%~40,其中在该期间内,钛合金、镍基及特殊合金产品收入分别占 高性能金属业,值得注意的是,扁平材产品、工程产品 等也多由钛合金及高温合金加工。
1.不同工艺路线高温合金生产制备的不同,导致所需的资本开支有较大差异,同时,高资本开支壁垒也体现在大小棒材的制造工艺环节,据抚顺特钢2015年8月公 告《抚顺特钢非公开发行,要确保大尺寸锻件有足够的锻比。
又要避免反复镦拔工艺中镦粗变形的金属流动不均匀性的,其技术指标要求高,通常需要大吨位锻造设备以及严格的过程工艺参数支持,国防军工配套新材料向大 尺寸高性能趋势发展,除需要30吨真空感应炉和真空自耗炉外。
还需要补充80MN快 锻机的锻造能力,高温合金产业链上游为金属原料,而由于镍基高温合金使用量较大,从而上游多以 电解镍为原料,从采购量大小看主要为镍、钴、钼、铼等金属原料。
据图南股份招股 书,对于镍基高温合金,其主要原材料为电解镍,属于国家战略物资,国内主要生产 厂家为金川集团有限公司(或其授权经销,基本采取现款现货 模式交易,价格具有明显波动性。
采购价格根据市场价格随行就市,从财务表现看,ATI与CRS在2003~2007盈利规模与盈利能,①部分二代机升级,三代机性能提升,相关机型的国产化动力换装。
现役发动机寿命到期换装,②周边国家先进战机的部署对我国的军事压力,我国高性能的三代半、四代机的产量需要适当提升,③新研型号如运输机、 轰炸机、新型舰载机等需求迫切,在科研经费上会持续投入,④随着作训实战化要求对装备使用频次、消耗的增加以及,因此,在需求 牵引和新型号技术推动的双轮驱动下。
预计公司‘十四五’期间订单将保持‘十三 五’末的增,工业燃气轮机高温合金潜在需求广阔,受益清洁环保能源开发,根据GRAND VIEW RESERRCH出具的报,2020年燃气轮机全球市场规模约203.8亿美元。
电力 和公用事业是燃气轮机的主要应用场景,收入贡献超过85%,该报告同时预测燃气 轮机的市场规模将在2028年达,其中电力和公用事业的份额将进一步 扩大,部分受益于全球人口的增长和城市化带来的用电需求,部分受益于环保型发 电的开发。
2003~2007年期间的盈利规模扩大的主要矛盾,在于需求周期与供给周期的双击,高温合金制造的热端部件是航空发动机推力来源,中长期内技术可替代性较弱,以 航空发动机为例,推力主要来自热端部件处高压高热气流的反作用力,冷端部件主 要起到进气的作用,不对气流进行高功率做功。
因此冷端的工作环境较温和,其中 钛合金由于质量更轻而被广泛用在冷端部件的制造,但热端部件由于需要对气流进 行高压高热的做功以产生,因此其工作环境较为恶劣,一般材料及普通钛合金 无法满足其性能要求,热端部件整体工作环境顺着气流方向从压气机往后逐渐恶,在燃烧室达到最恶劣工作环境,(1)Special Metals是世界上最大、最。
尤其在镍合金的研制、生产和供应方面处于世界领先地位,追溯其发 展历程,1952年SMC的前身开创的熔炼技术是现代喷气发动,到1996年底,SMC已拥有4500万磅真空感应熔炼能力,成为高温合金行业 最大的生产商之一,巨大的市场份额、全面的产品线、专有知识和技术经验奠。
SMC共经营三个部门:高温合金锭坯和棒材部门生产各,包括钢坯、棒材和铸件,主要用于喷气发动机,电解镍、金属镍等金属材料为高温合金厂商的主要原材料,据《航空航天用先 进材料》(化学工业出版社。
李红英等,2019),当前航空发动机领域用量较大的 GH4169化学成分,%)中,镍占比超40%,在如GH4738、GH4698、 K417、K41,镍质量分数也在50%以上甚至更高。
以 图南股份为例,电解镍为该公司2017-2019年直接材料第一大构,分别占报告期内 公司直接材料的46.80%、46.,1.应用领域一:航空航天发动机为主要应用市场,具有附加值高、用量大等特征,长周期看,美国重点高温合金企业的价格稳固性仍然较高。
我们认为,尽管在行业 发展后期,由于下游发动机的低迭代创新速率导致“后来者可追”,但由于资本支出 壁垒、工艺壁垒及长期配套优势,美国高温合金龙头企业格局依旧稳固,部分高温 合金企业的价格稳定性仍然较高,尤其是航空航天相关产品价格如HAYN公司(排除 2。
不同工艺路线的发展取决于行业在性能与成本方面的平衡,以铸造高温合金和粉末 高温合金的出现为例,据《航空航天用先进材料》(化学工业出版社,李红英等,2019):。
2.广阔的后市场空间,奠定行业长周期发展的稳定性,不同高温合金技术及工艺成熟度或存差异,从世界高温合金的发展历史和我国对应 高温合金牌号出,较早出现的是变形高温合金,采用锻压的成形方式。
之后由于航空发动机叶片出现中空冷却复杂结构,原有变形高温合金难以满足 成形加工要求,铸造高温合金便成为新的叶片用高温合金,并在其他复杂结构件中 逐步扩大应用,粉末冶金高温合金的研究始于20世纪70年代,其粉末挤压成形和变形高温合金的锻压成形有所不同,成形效果优于变形高温合金。
因此在涡轮盘上有 替代部分变形高温合金的趋势,2.展望国内市场,我们认为高端装备行业各环节格局稳固性在中长期内仍然,(三)为何走向多寡头:性能与成本的平衡决定单一工艺,高温合金在燃气轮机燃烧室、导管、导向叶片、涡轮工作。
燃气轮机是以空气为介质,靠高温燃气推动涡轮机械连续做功 的大功率、高性能动,具有热效率高、污染少、耗水少、易安装等优点,燃气 轮机的核心部件是压气机、燃烧室和燃气涡轮,燃烧室和燃气涡轮承温高,具有大 量热端部件。
高温合金具有优良的高温强度、良好的抗氧化和耐腐蚀性,如蠕变性能、疲劳性能、断裂韧性、组织稳定性、工艺性,广泛应 用于燃气轮机的热端部件,高温合金性能和制备水平在一定程度上决定了先进燃气 ,例如。
燃烧室的材料通常采用镍基高温合金,主要 牌号有Nimonic C263、Haynes,海外高温合金上游材料企业产现能力相对弱势,一方面或引致高温 合金企业短期内尚不足以支撑其向中,另一方面也限制其以 持续性收购的形式进军中游部件加。
对比ATI和另一中游部件加工龙头PCC金额较大的收,收购中游部件加工企业所需的资金量普遍显著高于收购上,以ATI独立上市以来最大收购案——收购中游大型环锻,该收购案金额是2009年ATI经营活动现金净流量的,也直接导致 ATI2010年公司现金净流量由上一年,(一)全球规模:预计至 2027 年全球高温合金市,20世纪60 年代,IN718合金出现。
其性能和造价都具有一定优势,开始逐渐取代原有合金,20 世纪80年代,GE研发Rene220铸造合金以替代IN718合金,尽管Rene220和IN718 性能相近。
但Rene220的Co、Ta含量较高,因此造价相对IN718更贵,20世纪90年 代,GE研发991合金,性能接近Waspaloy,但仍含较高的Co、Ta,因此造价仍相对 较高,21世纪初。
在美国空军实验室资助的“金属可行性计划”背景下,ATI在原IN718 的基础上增加Al和Ti的含量,进一步研发的718Plus合金在承温和强度性能上优,且造价具有相对优势,被视为传统718合金的最佳替 代品,工序差异牵引设备差异,设备差异牵引资本开支差异,而高昂的资本开支本身就是 行业进入壁垒之一。
以隆达股份为例,据隆达股份招股书,(1)该公司于2015年投 资建设铸造高温合金母合,2016年底完成安装和调试,2017年投产,其中,核心生产和检测设备主要有康萨克定制的真空熔炼炉和赛,(2)该公司于2018年投资建设变形高温合金生产线。
并于2020年试生产,其中,核 心设备主要有康萨克定制的8T真空感应熔炼炉、8,以及定制的45MN/50MN快锻机、引进的加热炉和,(一)竞争格局:全球范围看,多寡头格局特征明显,长周期稳固性强。
对于变形高温合金铸锭及棒材,镍、钴等为其主要原材料,参考经开区关于2021年 6月4日建设项目环境影响,该项目拟年产特种钛合金材料5050吨、高温合金 1,高温合金铸锭环节。
采用三联熔炼工艺,将中间合金制造合金块,随后和 经过预处理的金属镍、金属铬、金属铁按照预先,生产标准的高温 合金铸锭,该项目主要原辅材料用量表为镍块、铬块、钴块、铁块、,年用量分别为600、450、220、80、1650,高温合金材料因其耐高温、耐高强度等优异特性,在核电领域具有难以替代的作用。
核岛是整个核电站的核心,是承担热核反应的主要部分,负责将核能转化为热能,是核电站中工艺最复杂、投入成本最高的部分,核岛的核心为反应堆,反应堆的重 要部件包括包壳材料、堆内构件材料、反应,其中需要采用高温合金的部件为部分堆内 构件和蒸汽发,例如。
因为部分堆内材料面对活性区、受到冷却剂充数和高温、,所以采用镍基高温合金,PCC实施多次并购以实现上游材料成本可控,但从并购金额及行业地位看,2006年 并购高温合金供应商Special Me,(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,),(1)下游工作温度及强度提高牵引合金成分变化,使得变形高温合金使用的热加工 工艺难以使用,进而牵引上游研发可直接以铸态使用的铸造高温合金,随着高温合金工作温度和强度的不断提高以及综合性能的。
合金中强化元素含量不断增加,成分越来越复杂,热加工性能变得很差,不少高性能镍基高温合金已不能热加工变 形,只能以铸态使用。
铸态高温合金不再考虑锻造变形性能,可通过精密铸造方法 或定向凝固工艺铸造出形状复杂且,而又因为铸 造高温合金元素总量要显著高于变形高温合,如固溶强化元素增添了Re、Ru,难 熔金属元素W的含量提高(有些合金超过10%)。
使得铸态高温合金持久强度、抗拉 强度都明显高于变形,而按照凝固方法的不同,牵引等轴晶铸造、定向凝 固柱晶和单晶的相继研发问世,其中,截至 1996年,高温合金方坯产品的全球市场份额约32%(不包括中国,高温合金棒材产品在北美的市场份额约为20%,粉末事业部为军用喷气发动机和最 新一代大型商用喷气。
是全球最大的高温合金粉末产品独立制造商之一,1.下游应用领域使用环境复杂且恶劣,研制时间长、可靠性要求高,牵引上游高温合 金材料的较低技术迭代,据《航空燃气涡轮发动机工作原理及性能》(第2版,朱之 丽等。
2019,上海交通大学出版社),航空发动机的特点是工作条件极端恶劣而使 用要求又非,航空发动机是在高温、高压、高转速特别是很快的加减速,以高温为例,目前先进发动机涡轮 前燃气温度高达1800~200,而现代三代单晶高温合金最高耐温1367K(1℃=1。
高达600℃以上的温度差距只能靠叶片冷却技术和隔热,高 难度、对可靠性的高要求以及主要热端部件对高温合,牵引上游高温 合金材料相比下游发动机整机更慢的技术,奠定行业寡头垄断的格局,变形高温合金产品方面。
直接材料为营业成本的主要构成,将抚顺特钢披露的燃料 动力成本、折旧、制造费用统一,抚顺特钢2018-2021年高温合金直 接材料占营,为营业成本三大构成中占比最高部分,航宇科 技主要产品为航空难变形金属材料环形锻件,变形高温合金为其两大主要原材料之 一。
2018-2020年,原材料成本在航宇科技营业成本的比重分别为71.54,直接材料成本在营业成本中占比逐年上升,主要系规模效益显现后单位 直接人工、制造费用随产量,以及原材料采购价格的上涨,据HAYN 2021 年年报描述。
HAYN在和客户签订长期合同时,对产品的定价是采取固定定价的方式,而非浮动式定价,因此在原料价格上涨期间,会面临利润空间收窄的风险,但在原材料价格下降期间,其存在盈利受益的可能性。
参考HAYN 2006~2020年高温合金 平均售,尽管主要原材料镍的价格在2007年以后呈现较平滑的,但HAYN的高温合金售价稳定在一定区间内,固定定价的方式导致盈利质量的波动性不同于 浮动定价,因而波动风险主要由高温合金企业承担,例如,特钢与高温合金部分设备可实现共用。
减少高折旧摊销压力,据上文援引抚 顺特钢2015年8月公告《抚顺特钢非,飞机起落架材 料选用的300M超高强度钢、发动机机,均采用真空感应炉和 真空自耗炉工艺熔炼,因此,考虑大型熔炼设备的高资本开支壁垒,同时具备高强钢以及变形高温合金生产工艺的企业。
相比于只生产变形高温合金的企业而言,折旧摊销压力可分散于其他品类,减少单一产品需求的短期波动对利润的侵蚀压力,(四)长周期的稳定性:多元下游+广阔后市场空间奠定,高温合金下游应用领域主要集中于航空航天发动机、燃气,而该领域商业模 式的特征在于后市场空间的广阔性,资本开支规模的前置性,是高温合金企业在需求提升期盈利弹性的杠杆放大器。
参 考上文,ATI公司营业收入在2003~2007年内快速增长,从2002年的低点19.08亿美 元,持续增长至2008年的53.10亿美元,而在此期间。
由于此前行业景气度低迷,公 司产能利用率相对较低,在行业需求扩大时期,公司规模经济效应明显,折旧费用/ 净营收比重从2002年的4%下行至20,而在此期间折旧费用总额仍有 一定的下降,不同高温合金铸锭制备工艺及所需设备均有差异。
据隆达股份2021年9月27日公告 《发行人及保荐,对于变形高温合金,针对冶炼难点和熔炼设备的优缺点,存在不同的工艺路线,主要方案是对三种 熔炼方法——真空感应熔炼(VIM。
其中,三联熔炼工艺是变形高温合金零部件长寿命、高可 靠性,用于涡轮发动机的变形高温合金转动部件必须通过三联熔,(三)价值拆分:合金及锻铸为主要增值,金属材料价格波动影响盈利,燃气轮机燃气涡轮叶片对材料的使用寿命、耐腐蚀性能要,叶片的尺寸相对更大。
结合通用电气、西门子、三菱重工历代燃机型号 的发展,先进燃机涡轮叶片的主要选材是镍基和钴基铸造高温合金,代表性 牌号是IN738LC、Rene 80、IN,燃气轮机涡轮轮盘不 同部位的温差较大,形成径向热应力,需要材料在工作温度下具有较高的抗拉强度、 屈服强度,根据高温合金的特性。
燃气轮机涡轮轮盘的主要选材是 镍基变形高温合金,如IN718、IN706和GH4698等,由于燃气轮机涡轮轮盘直径通 常是航空发动机涡轮轮盘,因此需要使用大尺寸变形高温合金,这对于合 金纯净度的控制以及铌元素偏析控制提出了较,从产业链各环节增值分布情况看,变形高温合金生产与锻件环节价值量接近,以航 宇科技为例。
我们假设上游原材料电解镍的单位价值为1,基于航宇科技2018~2020 三个报告期内主要财,经测算,锻件环节所产生的价值量略微高于变 形高温合金生产环,该环节增值(以毛利额指代,同时假设若变形合金为外购)为 上游原材料电解镍的2,低于铸造高温合金母合金精密铸造环节带来的增值幅度。
1.不同于美国企业,国内需求处于扩张周期,且判断当前为扩张周期的起点,当前国内主要高温合金企业陆续投资扩产,国内主要高温合金企业钢研高纳、图南 股份和抚顺特钢,按照项目 1~3年的建设规划,2021~2023年,这批集中扩产的项目有望在中短期内落地生产。
高温合金企业处于航空发动机及飞机关键结构件上游环节,产能扩张节奏或反映板 块需求景气度的提升预期,我们认为,高端装备需求的偏计划性、政府采购为主等,决定了相关企业无论是基于客户对供应链可靠性的要求,还是最小化其资金成本的 角度。
对产能投入计划性较高,尤其体现在配套地位核心、供应核心装备的环节或 者公,(报告来源:未来智库),2.定量方面,以海外高温合金产业链相关公司为参考:。
高温合金从原料冶炼到最终成形的各环节均有较高的工艺,任何一款高温合金 具备工业应用价值的基本前提是,以变形高温合金为例,能够运用真空感应冶炼 (VIM)+电渣重熔(ESR,并经过特定的成形工艺完成成形并对微观组织进行特定调,最终将合金 锭制备为大规格棒/盘/环等标准件材,各类高温合金的制备从原料冶炼到不同的成形 工艺均有。
工艺的进步很大程度上依赖于反复试验的边际参数优化、,截至20世纪70年代早期,除了对IN718的进一步优化以外,还考虑 到新材料应用于新部件所需要“验证”的时间和,此时发动机部分核心部件(如 涡轮盘)仍继续使用上一。
直到20世纪80年代,行业对新材料IN718 的冶炼、加工和性能特点都较,IN718在发动机部件上的应用才迎来高潮,P&W在1980年以后对IN718合金在部件上的应,高温合金可分为变形、铸造和粉末等三类,根据合金材料成型方式,高温合金可分 为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶,变形合金可生产棒材、丝材、板材、管材和带材等。
铸造高温合金有等轴晶铸造、定型凝固和单晶铸造之分,粉末冶金合金有普通粉末和氧化物弥散强化粉末等,在命名方式上,国外的高温合金牌号 根据开发生产厂家的注册商标命名,国内变形高温合金牌号以GH后接4位阿拉伯数 字表示。
2~4位表示合金编号),铸造高温合金采用K前缀(第 1位表示分类号),粉末高温合金以FGH前缀后跟阿拉伯数字表示,以MGH、DK和 DD等作为前缀的合金分别表示机械,参考海外企业,部分高温合金厂商的产现能力。
在短期内恐不足以支撑其对中游部 件加工企业的持续性,和在中游部件加工商业模式下的持续经营,高温合金等材料制成的热端部组件,构成航空发动机主要的维修、替换市场,(五)高资本开支强化竞争壁垒,高固定成本对企业的产品结构要求高。
目前我国国内高温合金形成产能的企业主要为特钢企业、,一类是特钢企业,目前抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢、中信特钢等拥有高,以变形高温合金为主要产品,依托生产设备齐全、拥有大规模 熔炼能力的优势,以生产批量较大、结构简单的合金板材、锻件等为主。
另一类是研究院转型企业,包括钢研总院(钢研高纳)、北京航空材料研究院、中科,科研机构研究实力较强,以生产较小批量、结构复杂高端产品为 主,主要供应航空航天、船舶等高端领域需求,另外一类是具有民营背景的企业。
如 图南股份、西部超导、隆达股份、中航上大、中州特,各工艺稳定存续时间长,代际进步耗时长,从工艺发展历史来看,高温合金各类型 工艺的应用时间长,同一类型工艺内部的代际跨越也需要很长的时间。
变形高温合 金从上世纪40年代出现至今已有多年历史,目前仍然在大量使用,初代铸造高温合 金从上世纪50年代中使用到60年代,其后出现定向凝固铸造高温合金,单晶铸造 高温合金也从第一代发展到第四代,每代跨越耗时数余年,目前仅单晶铸造高温合 金就已经使用数十年。
且国际上仍在发展第五、第六代单晶铸造高温合金,粉末冶 金高温合金从20世纪70年代使用到现在已有,同时代际之间的技术更迭 也需要花费较长时间,(报告来源:未来智库),从产业链各环节增值分布情况看,中下游精密铸件价值量相对较高,以图南股份为 例。
我们假设上游原材料电解镍的单位价值为1,基于图南股份2016~2019H1四个报 告期内主,经测算,精密铸件环节所产生的价值量相对更大,该 环节增值(以毛利额指代,同时假设若母合金为外购)约为上游原材料电解镍的25,或反映该环节技术高门槛。
核电站工作环境恶劣,为了保障其安全可靠性,对采用材料性能要求较高,核电站 主要由核岛和常规岛组成,其原理是使用冷却水将热能从反应堆堆芯传递到蒸汽发 ,蒸汽发生器然后将热量传递到二级回路系统以产生高温和,从而驱 动发电机产生电力。
核电站结构部件一般使用环境比较复杂,如暴露于较高的温度,较高的中子剂量,辐射损失以及腐蚀性的环境等,为了保障核电站的安全可靠性。
核电结构材料不仅要保证具有良好的强度、优异的耐蚀性,而且 对于堆芯的材料还必须具备良好的抗辐照脆化性能,高温合金产业链下游市场集中度较高,高温合金产业链下游整机市场呈现明显的寡 头垄断局面,发动机市场则集中于法国SAFRAN、美国GE、美国,整机市场方面,全球每年新机交付中,波音和空客2010~2020年的合计交 付量占比全。
二者长期垄断全球85%以上的市场份额,发 动机市场方面,2020年全球民用发动机市场主要集中在于GE、P&,2020年全球发动机交付量+在手订单总数,GE占到6%,P&W占到17%,GE和 SAFRAN各出资一半成立的子公司CFM占,也即是GE、P&W和SAFRAN合 计市场份额达到。
加上R-R近8%的市场份额,四者全球市场份额达到82%,我国当前变形高温合金等部分产品仍存一定的国产替代空,据隆达股份2021年9 月27日发布的《发行人及保,我 国变形高温合金长期大量依赖进口,以变形高温合金中使用量最大的GH4169(对标 国。
盘件用GH4169合金大规格棒材(直径≥200mm,主要系国产GH4169合金在冶金缺陷概率、成分一致,金属间化合物高温合金是出现时间较晚的高温合金,其施压形变加工较难,因此主要采用铸造的成形方式,金属间化合物高温合金的质 量更轻(据钢研高纳官网。
可减重30%~40%),强度更高,因此在叶片等结构中也 逐渐推广,主流金属间化合物高温合金可归类为原料升级后的铸造高,(二)把握盈利扩大的主要矛盾:需求周期为主。
供给及资本开支为辅,以典型牌号Inconel 718牌号合金(对应国内,该牌号自20世纪60年 代成功研发以来,便广泛应用于航空发动机等领域,截至目前仍然占镍基高温合金 的主导地位,原料价格波动引起的寡头同步联动。
或反映同质化竞争对盈利质量造成的一定影响,从历史全球镍现货价格波动和HAYN、CRS及ATI,三家公 司的毛利率变化趋势和镍现货价格的波动有一定,原料价格的上升(下降) 伴随着三家公司毛利率的同步,而且在原料价格波动最剧烈的时期。
2007年和2011年,三家公司之前彼此迥异的毛利率水平变得基本没有差别,我国核电建设仍有较大提升空间,带动高温合金需求增长,根据国家统计局,2020 年全国累计发电量为74170.4亿千瓦时,其中商运核电机组总发电量(包含上网电量 及厂用电量。
约占全国总发电量的4.94%,2021年1-8月,我国 核电发电量达2698.5亿千瓦时,约占全国总发电量的5.01%,较2020年底进一步提 高,但仍远低于世界平均水平(10%),截至2021年8月底,我国在运核电机组数量 有51台。
总装机容量5326万千瓦,在建核电机组数为18台,装机容量为1902万千瓦,美国三家重点高温合金企业,ATI、CRS、HAYN在2003~2007年间经,高温合金市场集中度相对下游较分散,美国主要企业的高温合金营收规模差异不明 显,全球高温合金的代表企业为HAYN(Haynes I。
长周期范围内,多元下游以及后市场特征下,高温合金企业的盈利质量仍然具有长 周期的稳定性,(三)关注长期波动的次要矛盾:竞争压力对量的需求,放大成本影响,2008年后期,经济危机影响叠加商业航空航天需求周期向下。
航空主机厂整体或处 于去库存阶段,2008~2010年经济危机影响下,波音、空客收入震荡,2010年后期,二者收入增速及原材料增速处于下行阶段,以波音为例,2010年后,波音商用飞机 收入及商用飞机存货账面价值同比增速往。
整体处于去库存阶段,从发 动机主机厂看,CFM56、Trent系列、普惠UTC三家主流发动,但整体增速下降,2016年三家交付量为2007年以来新高达到258。
但仅 与2007年的1775台增幅达45.80%,期间交付量复合增速仅为4.28%,装备发展牵引设备投入大型化,进一步强化资本开支壁垒,如据抚顺特钢2015年8月 公告《抚顺特钢非公开发,我国装备研制特点之一是向大型 化趋势发展。
高温合金和超高强度钢材料的尺寸规格不断增大,力学性能要求逐步 提高,其中,飞机起落架材料选用300M超高强度钢直径800mm,发动机的机匣 选用直径750mm的GH4169合金,上述两种材料均采用真空感应炉和真空自耗 炉工艺熔炼,从增大锻比、提高性能的角度讲。
均需要30吨真空感应炉、30吨真空 自耗炉和80M,如以超高强度钢C300为例,抚顺特钢双真空工艺此前现有 条件为12吨真空感应炉,由于锻比小,不能满足技术标准要求,而扩大锭型是增加 锻比的主要有效途径,因此需要配套大型特冶电炉。
以解决锻比不足带来的高温合 金晶粒不均匀、超声波探,从股价表现看,ATI、CRS在2002/12/31~2007/1,HAYN在2004/9/21至2007年末,股价涨幅达414.81%,而同期标普500 涨幅仅为66.97%。
美国高温合金企业股价期间收益率远高于标普500,高温合金生产企业处于产业链中上游,核心在于通过工艺控制,实现金属原料熔炼 为纯净度高、成分均匀性和组织一致,企业结合先进的制造检测 设备,将基体元素按照一定比例和工艺生产流程,生产下游客户所需求的性能优良 的高温合金产品,包括铸造高温合金母合金、变形高温合金、粉末高温合金。
产品 形态视下游需求、设备能力、工艺水平而异,包括棒材、管材、丝材等,航空航天钛合金供给端收缩进一步加剧供需紧张,据《Titanium,Industrial Base,Price Trends。
and Technology Initiative,RAND,2009),1997~2005年,美国国防后勤局海绵钛库存持续减少,海绵钛是钛合金生产的主要 原材料之一,至2005年已几乎没有海绵钛产能,同时。
钛金属供应商未能及时反映 扩大产能、缓解供应紧缺,且扩大海绵钛的生产能力,需要3年左右时间近3~4亿美 元的投资,并且,在2003年需求激增之前,美国部分钛合金生产商在经历此前行业 低迷期时已经濒,从全球范围看。
高温合金企业格局仍然具有稳定性,PCC等中游环节并购上游高温 合金企业SMC等情况,由于各工艺路线间技术难度较大,且在高资本开支壁垒下,美国高温合金行业格局仍然具有稳定性。
据上文分析,我 们认为美国部分高温合金企业在2008年后的竞争,在于 PCC作为美国乃至全球中游锻铸件核心公司之一,并购了美国高温合金公司SMC以 及钛合金公司TIM,实现了上游重要原材料的打通,使得原本相对稳定的上游高 温合金及钛合金格局被冲击。
但我们强调,考虑当前我国高端装备用高温合金处于 需求扩张周期,以及在当前各环节产业地位、竞争壁垒以及专业化分工下,中长期 内该情况难以在国内复制,国内高温合金行业格局仍然具有中长期的稳定性。
1.下游多元化,利于减少单一市场、单一型号的不利影响,(三)从当前国内高温合金企业投产节奏,前瞻行业景气度提升的预期,(2)相比下游主机厂,可减少对单 一客户的依赖,在航空发动机市场,由于下游飞机整机厂客户的寡头特征。
多数中 下游环节企业对单一型号及单一客户的依赖程度,例如,在民航领域,波音公司结构件一级供应商SPR收入构成中737MA,因此在737MAX出现飞行事 故后,SPR业绩规模下滑较为严重,在军用航空领域,F-35项目作为美军大型的战 机计划。
普惠公司和GE等发动机企业在初期积极参与该项目的竞,后期普惠公司 被美国国防部选中,成为F-35项目发动机的独家承包商,PCC作为结构件供应商,可减少对单一客户的依赖程度,高温合金下游客户多为锻铸件厂,依据不同高温合金的性能差异,形变方式也有所 区别。
如铸造高温合金下游客户涉及重熔铸造过程,变形高温合金下游客户多涉及 直接加工或变形加工后使,形变环节对设备资本开支要求及工艺门槛也仍然较高,2.性能及成本要求牵引高温合金及相关锻铸件大型化发,即使是同一工艺路线,尺寸的跨越也需要大规模资本开支的加持,据隆达股份招股书,(1)工艺难度方面。
由于燃气轮机透平轮盘通常是航空发动机涡轮轮盘的3倍,因此需要使用大尺寸 变形高温合金,这对于合金纯净度的控制以及铌元素偏析控制提出了较高,(2)成本方面,采用大锭型熔炼能够有效提高生产效率,并降低生产成本。
同时为 下游客户提高了单炉次锻件的生产量,降低了客户的成本(每炉需解剖一件涡轮盘 或其他锻件,并提高了效率,(2)合金成分变化导致难以通过热加工变形,以及铸态组织偏析使得性能波动,牵引粉末冶金工艺生产高温合金克服上述难点。
由于铸态组织偏析严重导致了显微组 织的不均匀和力学,故而行业开始采用粉末冶金工艺生产高温合金克服 上述,1971年美国普惠公司将当时镍基铸造高温合金IN1,经 等温锻造工艺制成F-100战机发动机零件,1972年装备在F-15和F-16上,以取代原 来的Wapsaloy变形高温合金。
每台发动机减重58.5kg,成本降低15%,此外,粉末 高温合金节省原料、降低成本,采用粉末冶金热等静压加锻造法来生产的预制坯。
与传统工艺来比可节约2/3重量的合金原料,降低12%的成本,从现金流看,以典型民用宽体发 动机项目为例,据RR2018年公告,以2000个发动机项目为代表,现金 流支出可分为三阶段:(1)研究与开发和前期资,约合人民币120~160亿元。
(2)新机批产交付阶段支出现金流32亿英镑,约合人民币 250亿人民币以上(以当前每台发动机现,(3)售后市场阶段 持续超过25年,预计累计现金流入超100亿英镑,约合人民币800亿以上,营收端。
特钢系企业及科研院所转型企业规模领先,其中特钢系企业产能优势突出,并卡位当前用量较大的变形高温合金领域,科研院所转型企业如钢研高纳,工艺广 度及收入规模看优于其他企业。
同时经并购民用领域高温合金企业,实现规模的快 速提升,科研生产体制及技术壁垒等原因,国内民营企业进军高温合金行业相对较 晚,同时在高端装备领域,聚焦于少数工艺路线。
规模差距与特钢系及科研院所转 型企业仍有较大差距,(二)细分市场:装备现代化建设及国产替代的成长性,民品应用可期,(四)在需求转弱时期,向下扩张的现金流挑战较大且工艺门槛相对高,高温合金的高资本开支是盈利弹性的放大器,在需求景气度提升不明显情况下。
高 折旧摊销压力成为削弱盈利能力的主要原因,以ATI公司为例,在经历2006年前需求 快速提升阶段后,ATI公司在2006年~2013年开启新一轮资本开,固定资产账 面价值在2014年达到1995年以来新。
但由于同期,下游航空主机厂整体处于新一 轮去库存阶段,需求端提升有限,规模化的折旧摊销压力难以被弥补,ATI公司盈利 能力波动下行,精选报告来源:【未来智库】,未来智库 - 官方网站,对HAYN、CRS和ATI主要企业2010~202。
CRS高温合金营收由其 “特种合金”、“不锈钢”和,ATI高温合金 营收由“镍基合金和特种合金”、“精,ATI的高温合金系列产品的年营收规模较其他主要供应,HAYN 与CRS高温合金材料营收相当,其中或主要系ATI产业链及产品品类相较其余二者较 ,还加工高温合金出售部件级锻件和精密 铸件给下游发动,但HAYN和CRS主要聚焦于高温合金材料的出售,(1)性能恢复:高温、腐蚀及疲劳造成的零部件损伤。
最终引起核心机性能衰退,随着发动机在役时间的增长,EGT(排气温度)逐渐升高,同时零部件的磨损和疲劳逐渐加重,进一步加速发动 机性能衰退,考虑到零部件的材料和性能,OEM(原始设备制造商)会确定一个EGT 上限,一旦达到就要求发动机进行车间维修以恢复发动机的性能。
进行发动机性能 恢复,通常需要拆解核心机,并详细检查气路部件(叶片等)的状况,进行必要的修理或更换,在发动机车间维修期间,通常服务通告SB(Service Bulletin。
(2)时寿件更换:压气机和涡轮的 鼓盘、轴或轮盘通,一旦达到寿命,不管其状况如何均需要更换,航空发动机的故障以零部件的疲劳损伤为主,以航空燃气涡轮发动机为例,发动机 部件包括(1)进气道、(2)压气机、(3)。
防冰、冷却和增压等辅助系统 七大部分,通常根据流过的空气流温度不同,又将燃气涡轮发动机划分为冷段(包 括进气道和压气机,零部件的疲劳损伤故障占发动机总故障的近60%,由于航空发动机的结构复杂 和零件众多,其故障模式比较复杂,具体可将故障大致分为性能故障、结构故障、附 件系统,考虑量价弹 性等方面。
我们分析以钛合金为重点,美国钛厂产品生产者价格指数在2003年~2006 ,其中需求周期的变化为主要驱动力之一,(1)商业飞机工业在 1998~2003年间为低迷,工业用钛市场在2001年附近触底,早于航空航天需求 在2003年触底,(2)2005~2006年商业飞机订单量大幅提升,波音与空客在 2005~2006年的订单达到历史新。
加上2003年前飞机生产率较低,导致航空 钛回收废料严重短缺,(3)21世纪后商业航空飞机新机型的单架飞机钛含量,(4)军用飞机生产增加,如F-22在2003年后开始全速生产。
而该型飞机含 钛量高达40%以上,(报告出品方/作者:广发证券,孟祥杰),需求端,全球飞机需求周期的变化是导致钛合金产品量价齐升的主。
ATI钛合金、镍基及特殊合金应用领域多有重合,其中销售额的较大部分出售给商业 及国防航空航天客户,而商业航空航天产品在历史上具有一定周期性,3.应用领域三:核电设备,安全性、可靠性高要求牵引高温合金需求,例如。
据隆达股份招股书,对于航空发动机零部件,大中型涡扇发动机的涡轮转速可达到15000r/mi,在航空发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下,涡轮前温度每提高100℃,推力增 加15%,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。
航空航天应用场景对材料性能要求较高,在此背景下,航空航天领域,高温合金主要应用于制造发动机涡轮热端部件,如涡轮盘、涡轮导向叶片、燃烧室和加力燃烧 室等主要,1.全球范围看。
高温合金中上游环节竞争集中度低于下游,且美国主要高温合金企 业的营收差距相对较小,预计至2027年全球高温合金市场规模为92亿美元,2020-2027年CAGR预计为8.7%,据Allied Market Research,2019年全球高温合金市场规模为62亿美元,预计到2027 年将达到约92亿美元,从2020年到2027年。
该市场预计将以8.7%的复合年增长率增 长,从地区来看,北美市场份额在2019年占据主导地位,同时由于中国等新兴经济 体对航空航天等需求增长,预计亚太地区将保持较快的增长速度。
从下游应用领域 看,由于高温合金在涡轮叶片、涡轮盘、航空发动机和航空起,航 空航天领域份额较高,高温合金相关企业处于航空航天发动机产业链的中上游材,产品标准化特征 弱化下游型号研制及客户风险,(1)相比下游主机厂,可缓释型号研制失败风险。
发动机研制具有高风险特征,尤其在强调高安全性的商业航空市场,RR公司由于近 年在Trent1000型号的故障事,但由于PCC作为锻铸环 节供应商,产品具有标准化程度高、技术迭代速度慢的特征。
某一型号研制失败及 初期批产的良率风险难以传导至P,即多数锻铸件在老型号与新型号可 实现程度的技术复用,产品的收入持续性较高,值得注 意的是,ATI在21世纪初研发出新型718镍基高温合金,后被广泛应用并成为过去镍 718高温合金的替代品。
这一技术领先优势并未在三者盈利质量对比中有明显表现,说明高温合金产商在同质化竞争环境中,和下游供应商签订长期合同中的原料附加 费、产品定价,且持续到2020年),外加原料成本占到营业成本 40%左右,使得在行业格局发展的成熟时期,外部原料价格在一定程度上影响了高 温合金企业盈利质。
企业间竞争的技术差异性带来的盈利差异性驱动力在 一,产品同质化竞争表现较为明显,高温合金是性能领先的热端部件应用材料,装备现代化建设及国产替代提供成长性,多元下游及广阔后市场支撑长期稳定性,高温合金是指能在高温及一定应力下长期 工作的一类金,可分为变形、铸造和粉末等,三者工艺路线的发展取决于性 能与成本的平衡。
高温合金相关企业处于航空航天发动机产业链的上游材料,产品标准化特征利于弱化下游型号研制及客户风险,中期,装备现代化及国产替代 提供成长性,长期,由于下游应用于维修频率高的热端部件,该领域典型特征在于 广阔后市场。
间接奠定高温合金需求的长期稳定性,产业链位置越向上,市场布局多元化程度越高,PCC出身于中游铸造厂,早期也只 专营航空市场,后来通过产业链横纵向整合成为航空产业链一体化的公司,而ATI出 身于上游钢铁厂。
早期从事于一般工业和航空市场,因此从高温合金赛道的相对比 较来看,PCC核心业务位于产业链中游,ATI核心业务位于产业链上游,由于产业链 位置的相对差异性。
PCC和ATI及CRS(也出身于钢铁厂)的市场多元,PCC航空市场营收占比明显高于ATI,2006~2015年PCC航空市场营收占比 平均为,而ATI仅为32%,此外,从客户集中度来看,PCC第一大客户GE对营 收的贡献持续高于10%,而ATI任何年份均没有单一客户营收贡献率超过10%。
需求端景气提升,为美国龙头高温合金公司盈利扩张的核心驱动力,复盘美国,我 们认为,2002~2008年间航空航天景气度提升,为美国相关高温合金企业在此期间 盈利扩张的核心驱动,而后期相关企业盈利放缓的关键也源自全球商业航空航天,对于美国相关企业。
发展历史均相对较长,加上下游航空发 动机、燃气轮机技术创新的低迭代速率,以及此前多轮的产能扩充,整体看行业及 公司已处于一定的成熟期,体现周期性特征,因此国外高温合金企业也多以PB估值 为主。
例如,ATI作为美国乃至全球高温合金、钛合金及特种金属龙,其年度 镍使用量2006年大约为8500万磅,2017年为10000万磅,期间内波动与下游航空航 天及工业需求周期接近,体现周期性。
不同工艺路线高温合金生产制备的不同,导致所需的资本开支有较大差异,性能及 成本要求牵引高温合金及相关锻铸件大型化发展,即使是同一工艺路线,尺寸的跨 越也需要大规模资本开支的加持,大规模资本开支是高温合金厂商难以实现横向拓 展不同,而具备其他材料/业务可实现部分设备共用的企业。
其对抗 行业需求短期波动的能力也相对更高,航空发动机维修工作根据其内容的不同可以分为航线维修,其中,返厂大修涉及发动机的拆解,以及轴、盘等转子部件的更换或修理,主要包 括性能恢复和时寿件更换两大部分。
在经历长时间运行后,发动机的状态会下降,这时就需要对其进行修理,理论上来说,通过返厂大修后,发动机能够完全恢复其 原有的可靠性,能够继续执行另一个大修周期的任务,对于变形高温合金产品。
成本波动方面,考虑镍为主要原材料,假设其他成本项目 占比及销售价格不变,基于以上假设,则镍单位价值上涨10%,抚顺特钢2020年高 温合金产品毛利率或下降2%,(2)从盈利能力看,该期间内。
CRS毛利率改善显著,主营业务毛利率从2002年低 点16.67%连续增,2007/2008年分别为23.25%、23.40,仍 然维持高位水平,净利率看,净利率从2002年低点-12.11%也持续增长至2。
创1987年以来新高值,1987~2002年期间历史最高净利率水平也仅为 ,ATI表现与CRS接近,毛利率由2003年的低点3.29%持续增长至200,净利率由2002年的低点-12.11%增至2008,(二)为何走向多寡头:下游对高可靠的要求促较低的技,高温合金不同工艺的发展迭代,与下游发动机代际替换的时间相关性相对较弱。
或 侧面印证行业较低的技术进步速率,对比下游航空发动机替换时间点和上游高温合 金各类工,可观察到多数高温合金工艺升级的时间点和发动机替换时,多数高温合金工艺贯穿多个发动机代际,而且同一工艺内部 发展的时间节点和发动机代际替换时,以单晶铸造高温合金为 代表,其四代工艺的出现时点均不位于发动机代际替换的时点上,此外。
从工艺间 发展时间线来看,多种工艺同时应用,不同工艺的发展时间线存在重合,3、在大额资本开支导致的高折旧摊销压力下,从工艺流程看,具有跨业务实现部分 设备共用的企业,其抵抗高温合金行业短期需求的波动性也相对更强,(一)复盘美国重点高温合金公司。
2003~2007 年的盈利股价高增长期,1.定性方面:,再如,高端钛合金与高温合金部分设备可实现共用,也利于减少高折旧摊销压力。
据西部超导2021年10月29日公告《关于西部超导,钛合 金、高温合金使用的包括真空自耗熔炼、锻造、轧,辅助生产设备如起重机、仓 、动力保障等均可通用,此外,PCC借上游并购减少供应链对外部 公司的依赖,以PCC子公司——锻件巨头威曼高登的历史为例,在1970s末期,威曼 高登收到了来自主机厂多型号飞机的锻造钛合金订。
海绵钛锻件需求激增,然而 上游海绵钛及熔炼机的生产商对未来海绵钛的需求,拒绝为其扩大产 能,影响了威曼高登锻件生产与交付,并购上游可以使PCC内部获取原材料产能,避免因依赖外部供应导致生产受限的情况发生,也会为下游客户建立供应稳定的信心。
促使订单增加,PCC通过并购上游制造“灰色地带”,海外高温合金企业盈利驱动的主要矛盾在于需求周期与产,次要矛盾 在于行业成熟时期竞争压力会放大成本端波动,复盘美国重点企业21世纪初 的盈利股价高增期,主要原因在于:彼时全球商业航空航天正处于创纪录的景,供给短期扩张有限加剧供需紧张,反映到下游飞机及发动机主机厂的“补 库存周期”。
牵引上游高温合金景气度提升,加之资本开支规模的前置性,放大了 美国高温合金企业的盈利弹性,后期,经济危机影响引发全球航发市场的“去库存 周期”,同时“恰逢”ATI等企业新一轮资本开支的规模化转固。
使得多数海外高温合金企业多希望签订 长期协议,对量的需求放大了上游原材料的成本波动影响,核心牌号合金的技术变革较慢,重要合金牌号的技术发展未能动摇主要格局,从核 心牌号IN718的衍生替代高温合金的发展历史,IN718的每次潜在衍生替代高温 合金出现的间隔时。
且多数衍生替代高温合金未在性能和造价上同时优于 I,主要使用Waspaloy和Rene41牌号合金,不过此 类合金硬度较高,可锻性和可焊性较差,容易在热加工过程中产生裂纹,行业供需变化为主要矛盾。
同时,美国高温合金厂商在行业处于稳态发展期更对量 的需求,或源自该环节在整个航空航天产业链上相对成本地位的变,(1)横向,源自行业发展成熟期产品的标准化,在本身行业技术迭代相对较慢 的基础上。
或引致同业内部一定的同质化竞争,削弱技术差异带来的差异化溢价能 力,(2)纵向,源自美国航空航天主机厂为追求精益管理,逐步实施的供应链体系 改革,实现机体制造甚至是设计研发环节的分包化管理。
原有的机体零部件供应商 话语权逐渐增强,价格压力自下而上进行传导,(3)纵向,源自美国部分主要的锻 铸件供应商与上游高温合金寡头,打破原有上下游技术隔阂,相对削弱美国 本土上游高温合金企业的话语权,积极并购上游。
获镍、钴、钛产能确保成本可控,应对原材料风险的转嫁,参考全球商业航空市场发展历程,近年来在下游主机厂开始实现精益生产原则向系统集成 ,锻造厂商与主机厂间传统的来料加工模式逐步被打破,原材料价格波动 的风险随着生产责任的转移同步分享给。
2008年以来,PCC成本转嫁合同所占比例下降明显,其中,锻造产品部门所受影响最大,由2008年的10.78%降至 2015年的3.9,这意味着PCC的原材料风险敞口被迫扩大。
并购原材料供应商后,PCC有望实现原材料供应成本的稳定性,2.下游发动机市场对于高可靠要求,使得新牌号合金在发动机部件上的广泛应用需要经历较长,继而提高新供应商进入的难度及时间,从核心牌号IN718 合金在下游部件上的应用历史来。
IN718合金在发动 机各部件应用的逐步扩大经历了,下游以发动机制造厂商为主,先后发布了针对IN718材料应用的系列规范,涵盖 棒材、锻件、薄板等,不过。
由于早期生产的IN718在冶炼上还达不到高水平,因此 20世纪60~80年代间,发动机和高温合金行业仍对IN718的冶炼和加工进行,核 心在于工艺参数的优化,以提高纯度和减少偏析,在这期间P&W将IN718应用于的 部件领域也较少,同时。
前期大规模资本开支及特钢等其他业务积累的设备基础,有利于更好发挥高温合金产品的规模经济,同时在价格方面相比其他新进入者更具优势,例如,对于 抚顺特钢,2021年高温合金业务营业成本中折旧金额约为917。
支撑该公司 同年高温合金产品收入13.04亿元,对于隆达股份,由于其变形高温合金产线于2020 年末落地,2021年1-6月份新增计提折旧604.14万元,但同期该产品实现营收509.33 万元。
当前规模经济表现相对较弱,不同高温合金制备工艺路径差异较大,行业内企业跨路线生产的壁垒较高,不同高 温合金之间的工艺环节、工序目标、参数控制、,如铸造高温 合金核心关键工序在于熔炼与浇注,而变形高温合金关键工序包含真空感应熔炼、 保护气氛,这即导致对于行业内相 关企业。
想要在短时间内突破不同高温合金的技术路线壁垒存在较,高温合金是指能在600℃以上的高温及一定应力作用下,一般来说,高温合金是指以第Ⅷ主族元素(铁、钴、镍)为基,加入大量强化元素,能在600℃以上的高温及一定应力作用下,长期工作的一类金属材料,从性能看。
高 温合金具有较高的高温强度、良好抗氧化、抗热腐蚀,在高温合 金下具有良好的组织稳定性和使用可靠性,因此也被称为热强合金、超合金等,ATI和CRS高温合金年营收高于HAYN,主要系钢铁厂出身,具备产能优势。
ATI在 1938年由Allegheny钢铁公司和,CRS在1889年作为钢铁 公司而被创立,而Haynes1912年以镍、钴合金制造出身,因此,ATI和CRS金属工 业生产基础较强,原料提纯和母合金成形加工设备规模更大,从机器设备原值来看,ATI和CRS各年的水平明显高于HAYN。
CRS在2001~2007年间机器设备原值平均为 ,而HAYN仅为0.97亿美元,此后,ATI发展自己的高温合金锻件和精密铸 件部件级产品,并进行了系列重大收购增强锻造和铸造实力——2009,增强其粉末冶金业务能力,2011 年收购大型锻造企业Ladish。
以及2014年收购精密铸件公司Dynamic Fl,因 此该公司设备规模逐渐与CRS拉开差距,通常情况下,客户对于供应商的生产流程可见性有限,供应商生产流程的改进及内部效率的提升带来的成本节约,PCC并购上游原材料供应商后。
自身由原有的“客 户”方转变成完全的“供应”方,既获取了关于原材料成本与利润的内部信息,又能 把上游并购锻件、铸件带来的生产效率的提升对客,制造了灰色地带,保持 了议价能力,高温合金产品认证标准较为严格,需要多环节认证才能纳入客户的合格供应商目录。
据隆达股份招股书,产品进入高端装备供应链时,设计所、主机厂、直接客户(多为 锻铸厂)等单位,全程参与关键重要部件所用高温合金的合格供应商考核评,非关键重要部件用高温合金的评审过程则会有所简化,(2)铸造高温合金。
下游变形环节的重熔铸造过程对工艺要求仍然较高,铸造高温 合金下游重熔铸造的核心工艺环节在于合金浇,这两个工艺环节参数的设定对材料的性能有重要影响,合金浇注环节主要控制的工 艺参数包括浇注温度、模壳,浇注温度和膜壳温度参数因叶片结构 和合金牌号而异,需要多次的试验才能确定最佳的工艺参数。
热处理环节主要控制 的工艺参数包括时间、温度和压力,工艺环节最佳参数设定,需要综合考虑合金 的牌号和产品形状,对特定高温合金产品进行独立试验,同时,部分核心操作依赖 于熟练人工经验。
例如据图南股份招股书,为减少不必要的资本性支出,公司适量 开展了部分委托加工业务,主要包括部分产品的委外锻造、轧制、铸件的热等静压,受限于性能及成本差异,即使在同一结构,高温合金的使用范围也有较大不同,以 涡轮部件为例。
涡轮部件的工作条件十分恶劣,其主要零件不仅比压气机零件承受 着更大的机械载荷,而且还承受着较大的热载荷以及燃气的腐蚀,随着涡轮前燃气 温度的不断提高,尽管有先进的冷却技术作为补充。
对材料的要求也愈来愈高,运行环境的恶劣程度为售后市场空间的决定因素,进而决定民用飞机与航空发动机 项目的投资周期及现金,民用飞机 的特点是项目前期的5-6年时间内进行高研,在此期间内同步投资大量的生产 设施,一个成功的飞机项目将持续生产10-15年,之后便需要另一项重大投资以更换 或者升级该机型。
其使用寿命大约持续25年,由于民航飞机售后市场空间相对较低,因此飞机的定价往往基于在假设的生产运行期间内航空公,尽可能希 望以OEM实现资金回收,而相对于民航发动机,由于激烈的竞争和航空公司的强大 购买力,发动机有时会以接近成本价的价格出售,因此出售新的发动机并不能产生 所需的投资回报。
而更多是依靠其售后市场空间,该合金长期主导高温合金的供给结构,Inconel 718合金自20世纪60年代初被美,Co.前身)发明以后,由于其无商业或者知 识产权限制,高温合金供应商可以大批量生产该牌号合金的高温合金产。
且强化 相析出较慢,高温下有较高强度,具备较好的可铸性和可焊性,加工成形更容易,因 此,Inconel 718成为应用最广的一款高温合金牌,在20世纪80年代推出的PW4000 发动机中,IN718合金质量占比镍基合金达到57%(PW40。
20世纪90年代中,发动机产商GE购买的锻造合金中,IN718的占 比常年位于60%以上,直到现在,IN718的应用规模在高温合金中仍占据主导地位,据Gminsights数据,2019年全球高温合金细分市场规模中,仅IN718的份额便占到一 半左右。
不同类型高温合金性能存差异,各自适用的温度和部件也有不同,航空发动机涡轮 盘对力学性能要求更高,因此主要使用加工成形后强度更高的变形高温合金和粉末,涡轮叶片具有空腔等复杂结构且 对承温要求较高,因此主要使用更易于成形加工且承温能力更高的铸造高温。
导向器对承温要求较高,主要使用铸造高温合金和金属间 化合物高温合金,燃烧室主要使用变形高温合金和粉末冶金高温合金。
世界在建最大断面泄水隧洞在四川马尔康开挖完成
“洞式溢洪道单孔泄洪量最大为每秒4138立方米,流速最高可达到42米每秒,极限泄洪状态时,洞室整体承受的过水自重将达88.6万吨,对泄洪洞过流面混凝土的抗冲磨、防空蚀、温控防裂性能,”据中国铁建大桥局现场技术负责人何克介绍,为解决高流速、高水头、高强度。
大泄量、大坡度、大断面条件下混凝土施工难题,该项目多次邀请专家和科研团队进行模拟试验,先后开展《高水头大流量复杂应力条件下泄洪洞全生命周,据悉,大渡河双江口水电站建成后。
可使大渡河干流每年增加枯期电量66亿千瓦时,节约标煤约296万吨,减少二氧化碳排放718万吨,并显著提升下游城镇防洪能力,(完),中国铁建大桥局施工的泄洪系统工程主要包括洞式溢洪道,规模居世界前列,施工中。
中国铁建大桥局项目建设团队针对大断面、高地应力等难,采用了中导洞先行、分层分部位开挖的工法,并“智慧建造”,通过150个传感器实时监测围岩变化情况,确保分层分部施工安全,双江口水电站为大渡河干流上游控制性水库工程,位于四川省阿坝州马尔康市和金川县境内,该水电站装机容量200万千瓦。
多年平均发电量77亿千瓦时,总库容29亿立方米,调节库容19亿立方米,具有年调节能力,枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电系统等组成,电站工程规模大。
地质条件复杂,具有“高海拔、高大坝、高地应力、高流速、高边坡、高,按照设计规划,洞式溢洪道是保证整个水库安全的最后一道防线,为了确保超标洪水情况下枢纽工程运行正常,洞式溢洪道的泄洪断面最大宽度19.3米。
最大高度27.75米,最大断面面积达516平方米,正常洞段分四层开挖,断层带分五层开挖成型,目前为在建的世界最大断面泄水隧洞,洞室溢洪道底板清理,范文博 摄,中新网成都8月12日电 (记者 何浠)记者12日从。
由国家能源集团大渡河公司投资开发,中国铁建大桥局集团施工的世界在建最大断面泄水隧洞—,至此,双江口水电站泄洪系统四大洞室全部转序进入高强度抗冲,为水电站按期完工奠定了坚实基础,洞室溢洪道施工现场。
范文博 摄,同时,该项目还引进了国内首套温控混凝土“乙二醇+水冷”预,并采用抗冲磨性能更好的低坍落度混凝土,从源头控制混凝土开裂风险,此外,该项目优化工艺。
自主设计了全封闭式平板运输车,并采用分级皮带传送入仓浇筑方式进行施工,以及开展28天的温控监测养护,成功破解了低塌落度混凝土生产、运输及浇筑难题,保证混凝土质量,洞室溢洪道底板清理。
范文博 摄,洞室溢洪道底板清理,范文博 摄,现场技术管理人员庆祝洞室溢洪道开挖完成,范文博 摄。
「新闻」连续两月上涨,蔚来10月销量创2019年新高
日前,丰田汽车(中国)投资有限公司根据《缺陷汽车产品召回,向国家市场监督管理总局备案了召回计划,召回2019年1月30日至2019年3月12日期间,共计679辆,据悉,本次召回范围内部分车辆的背门气动式支撑杆。
由于供应商在电镀工序中对温度的管理存在不完善,受电镀层生成时产生的内应力的影响,支撑杆表面会产生微小裂纹,可能导致封入的气体泄出,致使后背门无法保持掀开的状态。
存在安全隐患,召回是对消费者负责,希望雷克萨斯在品控方面多下功夫,你们觉得还有哪些车型不用杀价,就有一大波优惠的呢,我们获悉,MINI John Cooper Works GP,新车基于现款MINI打造而来。
前脸造型与普通版车型保持一致,但车身增加了宽体套件,此外新车还将采用五辐式熏黑轮圈,内饰上,新车保留了MINI JCW上的方向盘设计,但与之匹配的并不是普通内嵌式仪表盘,疑似为外露式液晶仪表,新车还将配备运动座椅。
提升了车内的运动气息,动力上,官方承诺新一代MINI JCW GP将搭载2.0T,匹配8速自动变速箱,最大功率超过300马力,300匹马力的MINI JCW GP可以说是MIN。
值得期待,(图片来源:motor.com),日前获悉,新款梅赛德斯-奔驰E级上市,新车共推出8款车型,售价为:44.28-62.38万元。
新车较现款车型在外观与动力上并无太大变化,仅增加了一些配置,包括标配了分段式电动天窗,同时新增了胎压显示、远程启动功能、车联网以及OTA,动力上,将根据不同车型提供不同的动力组合,其中新款奔驰E 260/260L搭载一套由M264,其中发动机最大功率184马力。
电动机最大功率和峰值扭矩或分别为14马力和160牛,1.5T的奔驰E级到底能不能得到消费者的认可,只能等待市场的验证了,近日,据路特斯内部消息人士透露,路特斯正着力于实行“品牌复兴”计划。
可能将于未来几年内发布一款名为Elan的敞篷双座跑,定位高于现款Elise,对标保时捷Boxster,此外,Elite、Europa与Esprit等车型也在复,2017年5月24日,吉利汽车接手路特斯51%的股份。
路特斯的“品牌复兴”计划有望得到吉利的大力支持,日前,宝马M2 CS车型官图被海外媒体提前曝光,该车全球限量2200辆,外观方面,新车基本上保留了原有设计。
但在中网上增加了“M2”标识,凸显其身份,同时,新车将采用大量碳纤维材质,主要用于发动机舱盖、前唇、侧裙、后扰流板以及扩散器,内饰上。
新车沿用了标准版的中控台布局设计,但车内大量采用了Alcantara和碳纤维装饰板,动力上,宝马M2 CS将搭载6速手动或7速DCT变速器,0-96km/h加速时间分别为4.0秒和3.8秒,最大功率为450马力。
峰值扭矩550牛·米,最高车速为280km/h,不得不说,新款宝马M2 CS有望成为保时捷718 Cayma,近日。
现代汽车发布了旗下中大型轿车雅尊改款车型的官方图片,新车外观使用了全新的家族设计语言,菱形的进气格栅搭配菱形的日间行车灯,点亮后造型独特,辨识度大幅提升,内饰设计同样亮眼,通过强调中央显示屏下方的特征线,将新车的中控分为了两部分。
上部的中控显示屏与全液晶仪表盘融为一体,尺寸同为12.3英寸,显示屏下方是经过重新设计的空调出风口,配合三条镀铬装饰线以及简化后的金属质感按钮,营造了典雅端庄的内饰氛围,动力总成方面,2.5L汽油发动机的车型将匹配8速自动变速箱。
2.4L汽油发动机和最大功率38千瓦电动机的混合动,11月5日,第二届中国国际进口博览会在国家会展中心开幕,在本届进博会的汽车展区,有近60家来自世界各地的企业参展,其中包括大众、通用、丰田、福特、宝马、现代起亚等汽。
并有70多项新产品和新技术在汽车展区首发,进博会是大型的国际贸易交流平台,能够看到来自全世界最前沿的科技发展成果,当然也是各大汽车制造商“各显神通”的大舞台,日前,我们从东风风行官方了解到,旗下紧凑型轿车——2020款景逸S50将于11月8,并将推出两款车型。
新车外观与内饰基本沿用现款车型的设计风格,主要在配置方面进行调整,其中豪华型由现款的195/65 R15铁质轮圈更换,同时两款配置车型都将标配胎压监测以及自动大灯,动力上,新车将搭载一台来自沈阳三菱4A92的1.6L自然吸。
其最大功率为122马力,峰值扭矩为151牛·米,另外,将根据车型不同匹配5速手动变速箱或CVT变速箱,说到买新车有一大波优惠的相信非沃尔沃莫属了,这个二线豪华品牌一直通过大幅度的降价优惠来提高性价。
比如2020款沃尔沃XC90,目前在广州地区终端优惠就达到了13万左右,沃尔沃XC90作为沃尔沃家族的旗舰产品,安全性一直是这个品牌的主打,外观、内饰上的设计也有其独特的调性,但无奈车型过于小众。
加上后期维修保养费用过高,使其在国内的销量一直处在不温不火的阶段,买新车最头痛的一件事就是跟销售顾问杀价,但是有这么一类车,还不等你杀价,销售顾问就直接报了比较大的折扣,真的是销售顾问“实在”吗。
这类车型都有哪些呢,优缺点又是什么,据外媒报道,特斯拉再次更新了其基于Autopilot的驾驶可视,可以识别交通锥桶,并且规划绕过锥桶的行驶路径,在监测到锥桶,并且打开Navigate on Autopilot。
车辆将会建议车主变更车道,这意味着Navigate不仅能探测到锥桶,在Navigate on Autopilot打开的,还能采取避让,在过去几年中,该可视化系统的能力一直在提升,特斯拉为它添加了识别卡车、SUV、摩托车和行人的能,因此它越来越能准确地显示出车身周围的环境情况。
与过去一样,虽然系统获得了升级,但特斯拉依然明确表示,司机需要时刻集中注意力,并做好随时接管车辆的准备,日前,蔚来公布了10月交付量数据,蔚来10月交付量达2526台。
创2019年新高,其中ES6 2220台,ES8 306台,今年上半年,蔚来ES8曾发生数次自燃事件。
并大量召回相关车型,受事件影响,蔚来的交付量一度严重下滑,而如今的9、10月份,蔚来的交付量逆势增长,出人意料,另外。
交付量的提升也一定程度上缓解了蔚来目前的资金压力。
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