高温合金等特钢、钛合金篇：内循环背景下，国产高端金属材料全面受益.pdf

请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 Table_Industry 证券研究报告 /行业深度 报告 2020 年 12 月 18 日 金属 非金属新材料 内循环背景下， 国产 高端 金属材料 全面 受益 -高温合金等特钢、钛合金 篇 Table_Main Table_Title 评级 ： 增持 （ 首次 ） 分析师：笃慧 执业证书编号： S0740510120023 Email： duhuir.qlzq 分析师： 邓轲 执业证书编号： S0740518040002 Email： duhuir.qlzq Table_Profit 基本状况 上市公司数 33 行业总市值 (百万元 ) 729,018.10 行业流通市值 (百万元 ) 604,277.56 Table_QuotePic 行业 -市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告 Table_Finance 重点公司基本状况 简称 股价 (元 ) EPS PE PB 评级 2019 2020E 2021E 2022E 2019 2020E 2021E 2022E ST 抚钢 14.48 0.15 0.28 0.39 0.50 96.5 51.3 37.3 29.2 5.1 图南股份 42.12 0.68 0.64 0.86 1.14 61.9 65.6 49.0 36.9 7.1 钢研高纳 32.27 0.35 0.41 0.54 0.71 93.5 79.6 60.1 45.3 6.0 西部超导 63.32 0.38 0.84 1.27 1.75 166.2 75.7 49.8 36.2 8.2 西部材料 14.30 0.14 0.18 0.35 0.59 99.0 80.6 41.1 24.1 2.7 备注 : 股价取 2020 年 12 月 18 日收盘价 ，基于 Wind 一致预测 Table_Summary 投资要点 我国 基础原材料 发展滞后、 高端材料创新能力弱 ，导致 下游高端应用领域长久 以来 得不到国产材料 充分自主 保障 。 在 国家层面强调内循环经济为主体的背景下，有望加快较为依赖进口的关键金属材料国产替代化进程。尽管同类产品相比海外发达国家在质量、技术、稳定性和成材率等方面仍有较大差距，但政策环境的倾斜，将有助于国内相关企业技术发展和业务拓展，正向循环有望开启 ； 高温合金将维持较好景气度： 我国高温合金实际产能较小，尤其是高端航空用高温合金有效产能尚不能满足日益增长的市场需求，国内相关企业直接竞争较少，多属于竞合关系，行业生态较为健康。未来 2-3 年行业供给端格局不会发生明显变化，技术研发、市场先入和行业准入三大因素所构筑的综合性壁垒将有效维系行业整体竞争环境。需求端， 2018 年随着军改逐步完成，军品订单包括航空和军舰用燃气轮机 稳步 恢复，目前国内航空航天领域用高温合金严重依赖进口，在内循环经济为主体大背景下，关键材料国产替代是大势所趋。同时核电行业 2019 年开始迎来复苏期，叠加民用领域汽车行业需求的增加，多点开花之下高温合金需求增长 前景向好 。国内供需关系 趋紧 ，高温合金盈利水平将维持高位 ， 增量市场利好存量玩家 ； 核电 +军工发力，特种不锈钢盈利性有望提升 ： 核电军工双发力，特种不锈钢需求有望稳步提升。中高端不锈钢产品行业供给端格局相对稳定，中期来看新增产能仅永兴材料 4 万吨偏民用领域技改项目投产。随着供需格局改善，预计抚顺特钢和图南股份特种不锈钢产品 将 量价提升，保持业内领先水平 ； 钛 合金 -高端领域发展可期，中低端领域有潜在风险 ： 我国钛材市场正处于低端供给居多、高端供给不足的现状，在航空领域尤其是军工方向，直接参与企业较少，竞争环境稳定。中期来看，行业供给端竞争格局不会有明显变化，类似高温合金 产品 的技术研发壁垒、市场先入壁垒、行业准入壁垒等所构筑的护城河将有效维系头部企业在钛材行业当中的竞争优势。下游需求层面， 2020 年疫情事件对国际航空、化工等行业钛材需求产生负面影响，其中民用航空市场受冲击程度较大，从国内市场来看，随着军改结束军用航空的逆周期发展能一定程度对冲疫情的影响，但海外出口市场不容乐观，预计 2020 年 整体钛材行业供需关系相比 2019 年 基本 持平。但从中长期来看，航空航天、海洋工程、医药、化工等领域用钛量将保持较好的增长趋势， 有效拉动整体 钛材需求。国内供需关系依然偏紧，钛材产品盈利水平 将稳中 向好 ； 重点 关注相关 公司 ： 高端特钢 板块 ， 相关受益 标的 包括 ST 抚钢（高温合金 +特种不锈钢 +高强钢）、图南股份（高温合金 +特种不锈钢）、钢研高纳（高温合金）；钛合金 板块， 相关收益标的 包括 西部超导（钛合金 +高温合金） 、 宝钛股份、西部材料 ； 风险提示： 原材料价格抬升风险 ； 募投项目不及预期 ； 下游需求 增长及国产替代进程不及预期 ； 行业需求测算偏差风险。 - 2 0 . 0 0 %- 1 0 . 0 0 %0 . 0 0 %1 0 . 0 0 %2 0 . 0 0 %3 0 . 0 0 %4 0 . 0 0 %5 0 . 0 0 %金属制品 (申万 ) 沪深 300请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 2 - 行业深度 研究 内容目录 高端特钢发展迎来强大助推力 . - 6 - 高温合金 -供给端良好竞争环境有望维持 . - 7 - 多点发力，需求可期 . - 12 - 特种不锈钢 -核电军工发力，景气度提升 . - 20 - 钛合金 -高端领域发展可期，中低端领域存潜在风险 . - 23 - 供给端集中度较高 . - 23 - 需求短期受疫情影响，未来整体向好格局不变 . - 28 - 钛材景气度短期受 扰动，中长期继续向好 . - 35 - 相关上市标的 . - 36 - ST 抚钢 . - 37 - 图南股份 . - 38 - 钢研高纳 . - 39 - 西部超导 . - 40 - 宝钛股份 . - 40 - 西部材料 . - 41 - 风险提示 . - 41 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 3 - 行业深度 研究 图表目录 图表 1：特钢产品按照性能及使用特性划分 . - 6 - 图表 2：我国特钢产量占总体钢铁产量比例 . - 7 - 图表 3：我国特钢产量 细分结构 . - 7 - 图表 4：高温合金分类别 . - 8 - 图表 5：高温合金生产工艺及流程 . - 9 - 图表 6：变形高温合金产业链梳理 . - 9 - 图表 7：变形高温合金销售价格（万元 /吨） . - 10 - 图表 8：变形高温合金毛利率 . - 10 - 图表 9：铸造高温合金毛利率 . - 10 - 图表 10：我国高温合金产能分布 . - 11 - 图表 11：图南股份铸造高温合金产品营收占比 . - 11 - 图表 12：图南股份铸造高温合金分产品毛利率 . - 11 - 图表 13：主要高温合金上市公司研发投入比较 . - 12 - 图表 14：高温合 金下游细分行业消费占比 . - 13 - 图表 15：高温合金在航空发动机中使用图示（标红部分） . - 13 - 图表 16：中国军机数量与美国有较大差距 . - 14 - 图表 17：我国军用飞机细分类型数量（单位：架） . - 14 - 图表 18：军用航空领域高温合金需求预测 . - 15 - 图表 19： 2018-2037 年我国民用航空市场展望 . - 16 - 图表 20：民用航空领域高温合金需求预测 . - 16 - 图表 21：燃气轮机领域高温合金需求预测 . - 17 - 图表 22：国内核电发展情况 . - 17 - 图表 23：我国主要筹建核电站 . - 18 - 图表 24：汽车领域高温合金需求预测 . - 18 - 图表 25：液体火箭发动机结构 . - 19 - 图表 26：我国高温合金供需关 系比较 . - 20 - 图表 27：我国主要不锈钢棒线材生产企业市场份额 . - 20 - 图表 28：不锈钢产品销售价格（万元 /吨） . - 21 - 图表 29：不锈钢产品毛利率比较 . - 21 - 图表 30：特种不锈钢上市公司比较 . - 22 - 图表 31：图南股份特种不锈钢营收结构占比 . - 22 - 图表 32：图南股 份特种不锈钢分产品毛利率 . - 22 - 图表 33： 2020 年抚顺特钢不锈钢产品价格逆势大幅增长 . - 23 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 4 - 行业深度 研究 图表 34：我国各类钛材产量所占比例 . - 24 - 图表 35：我国钛加工材企业分布 . - 24 - 图表 36： 2019 年我国钛生产企业钛加工材产量统计（单位：吨） . - 25 - 图表 37：钛产品销售价格（万元 /吨） . - 26 - 图表 38：钛产品毛利 率 . - 26 - 图表 39：宝钛股份 2019 年钛产品海外市场毛利率下滑明显 . - 26 - 图表 40：国内主要钛材加工企业产能、产量及产品特点情况 . - 27 - 图表 41：军品毛利率显著高于民品 . - 27 - 图表 42：钛材上市公司研发投入比较 . - 28 - 图表 43：我国钛材产量近年来保持快速增长趋势 . - 28 - 图表 44：钛 材具体下游需求应用 . - 29 - 图表 45：中国钛加工材细分行业消费量（吨） . - 29 - 图表 46： 2019 年中国钛加工材下游消费结构占比 . - 29 - 图表 47：钛材国内消费和净出口量（吨） . - 30 - 图表 48：细分行业钛材消费量变化趋势 . - 30 - 图表 49：国内航空航天钛材销量维持快速增长 . - 30 - 图表 50：中国军 机数量与美国有较大差距 . - 31 - 图表 51：我国军用飞机细分类型数量（单位：架） . - 31 - 图表 52：全球主要军机钛材用量比例 . - 32 - 图表 53：军用航空领域钛材需求预测 . - 32 - 图表 54：国内民用航空领域钛材需求预测 . - 33 - 图表 55：波音和空客公司飞机交付量和年新增订单量 . - 33 - 图表 56： 2018-2037 年全球民用飞机市场需求 . - 34 - 图表 57： 2018-2037 年全球民用飞机数量增长分布 . - 34 - 图表 58：我国化工领域钛材消费结构 . - 34 - 图表 59：我国 PTA 季度产量 (万吨 ) . - 34 - 图表 60： 2019-2021 年国内 PTA 新增产能情况 . - 35 - 图表 61：我国海水淡化用钛量预测 . - 35 - 图表 62：我国钛加工材供 需关系变化预测 . - 36 - 图表 63：产品产量结构占比 . - 37 - 图表 64：近年来公司主要产品销售收入占比 . - 37 - 图表 65：近年来公司主要产品毛利占比 . - 37 - 图表 66：图南股份细分产品产量结构占比 . - 38 - 图表 67：近年来公司主要产品销售收入占比 . - 39 - 图表 68：近年来 公司主要产品毛利占比 . - 39 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 5 - 行业深度 研究 图表 69：公司募投项目内容 . - 39 - 图表 70：公司产品分类 . - 40 - 图表 71：募投项目具体内容 . - 41 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 6 - 行业深度 研究 高端特钢 发展 迎来 强大 助推 力 我国 特钢 产品 高端 品类 占比 不足： 从行业层面 来 看，特钢产品按照性能（合金元素总量 Me%）及使用特性划分， 除不锈钢外，以非合金钢和低合金钢（ Me 5%）为代表的特殊钢为低端特钢；以合金结构钢、合金工具钢、轴承钢、合金弹簧钢为代表的合金钢为中端特钢（ Me=5%-10%）；而以高速工具钢、高温合金钢、精密合金钢、耐蚀合金钢等高合金钢为高端特钢（ Me 10%）。 我国钢材产量 当中 特钢占比较低，仅为 13%左右，具体到特钢，中低端产品为主（占比接近 75%），高端特钢供给不足 。 不锈钢产品中的部分特钢不锈钢（应用于航空航天、核电等），考虑到其性能和 应用 领域也归于高端特钢范畴 。 高端特钢供给端发展不足，一方面源于我国基础原材料发展滞后，另一方面也与国内终端下游材料需求结构升级节奏密切相关。 随着 航空航天、 国防军工、 电力设备、汽车等高端制造 领域 发展速度加快， 将大幅拉动 高温合金 、特种不锈钢 等高端 特钢 产品 需求 。 图表 1： 特钢产品 按照性能及使用特性划分 来源： 中国特钢协会， 中泰证券研究所 特钢低端特钢非合金钢碳素结构钢 钢板、钢筋、垫片、螺钉碳素工具钢 钻头、 刃具、量规碳素弹簧钢 弹簧及弹性元件低合金钢普通低合金结构钢 建筑、锅炉、容器、车辆、船舶低合金耐候钢 桥梁、建筑、机床低合金专业用钢 车辆、 建筑、船舶、矿山中端特钢 合金钢合金结构钢 轴类、连杆、齿轮、凸轮轴承钢 轴承套、滚动体合金弹簧钢 弹簧及弹性元件合金工具钢 冲压、热锻模具、刃具加工高端特钢 高合金钢高速工具钢 高速切削刃具、轧辊耐蚀合金钢 石化、能源、海洋、航空航天高温合金钢 航空航天、核电、汽轮机、石化精密合金钢 精密仪器请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 7 - 行业深度 研究 图表 2： 我国特钢产量占总体钢铁产量比例 图表 3： 我国特钢产量细分结构 来源： Wind， 中泰证券研究所 来源： Wind， 中泰证券研究所 高温合金 -供给端 良好竞争环境 有望 维持 高温合金一般以铁、镍、钴等为基，是能在 600以上的高温及一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度、较好的抗氧化性、抗热腐蚀性能、良好的热疲劳性能、良好的塑性和断裂韧性等综合性能。根据上市公司 公告 ， 按照基体元素， 镍基高温合金应用范围最广，占比达 80%， 其次为镍 -铁基，占比 14.3%， 钴基占比最少，占比 5.7%。 按照制备工艺，可以分为变形高温合金、铸造高温合金和新型高温合金 ，其中 变形高温合金 应用范围最广 ，占比达 70%，其次是 铸造高温合金占比为 20%。我国高温合金主要为“ GH”系列的变形高温合金和“ K”系列的铸造高温合金，两者牌号数量分别多达 50+和 40+，虽然型号较多，但规模化应用的较少，其中 GH4169 合金用量最大，使用范围最广，被称为高温合金中的“万金油” ， 广泛应用于航空航天、舰船、能源电力、汽轮机等领域 ； 10 %1 1 %12 %13 %14 %1 5 %16 %20 03 20 05 20 07 20 09 20 11 20 13 20 15 20 17 20 19特钢占比0%10 %20 %30 %40 %50 %60 %20 03 20 05 20 07 20 09 20 11 20 13 20 15 20 17 20 19非合金钢 低合金钢 合金钢 不锈钢请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 8 - 行业深度 研究 图表 4： 高温合金分类别 来源： Wind， 中泰证券研究所 高温合金产业链梳理 ： 高温合金 由于 其 高难度的生产工艺 流程 而具有 了很高的技术壁垒 ， 不同 类别 产品对应 不同制备 工艺。 以 应用范围最广的变形高温合金 为例，其 适用于大批量、通用性强、结构较为简单的产品 ，产业链为： 经过真空冶炼等工艺浇铸成合金铸锭，通过锻造、轧制等热变形制成饼坯、棒、板、管等材料，最后模锻成涡轮盘和叶片等毛坯，经热处理后加工成涡轮盘、叶片等零件。 结合产业链各个环节相关参与方来看， 目前我国 变形 高温合金 供应体系 当中 冶炼和锻造环节 ， 参与者包括抚顺特钢 、 钢研高纳、 图南股份 、西部超导 等 上市企业 ， 宝武特种冶金有限公司 （“宝武特冶”）、 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 （“攀长钢”）等 非上市企业 ，以及 北京 航材院、中科院金属所等 科研 单位 （ 主要以研究为主，生产规模较小 ） 。 其中 抚顺特钢 、宝武特冶和攀长钢是我国 建国以来成立的 三大高温合金生产基地 ， 历史较为 悠久 ； 产品系列 定义及特性 细分品种 国内主要牌号 对应主要下游高温合金盘锻件GH4169 、G H 4 6 9 8 、G H 4 7 0 8 、G H 4 7 4 2 、G H 4 7 2 0 L i 、G H 4 0 6 5涡轮盘锻件、叶片等转动部件及机匣、环形件、拉杆等热端承力件，应用于航空发动机、航天动力、地面及舰用燃气轮机、石油、化工、勘探及核工业等领域高温合金棒材GH4169 、G H 2 1 3 2 、G H 6 0 0 、G H 9 0 1 、G H 3 0 3 0 、G H 3 0 3 9高性能轴类、垫片、紧固件等承力部件，应用于航空、航天、能源、石油、化工、勘探及核工业等领域高温合金板带材GH4169 、G H 3 2 3 0 、G H 4 6 4 8 、G H 4 0 9 9 、G H 4 0 9 8 、G H 4 1 9 9 、G H 4 1 7 0 、G H 4 2 8 2 、G H 6 2 5发动机燃烧室、安装边、燃气导管等零件和各种用途波纹管等高温抗氧化、承力部件，以及板簧、燃气导管、密封件等具有较高要求的结构件。应用于能源、石油、化工、勘探、核工业等领域高温合金管材G H 7 4 7 、G H 2 1 4 、G H 4 5 5 、G H 3 1 2 8 、G H 3 0 4 4 、 GH4169 、G H 1 8 8 、C o 5 0 、G H 6 5 2应用于航空、航天、石化、冶金、机械、能源、电力、核工业高温合金丝材H G H 3 6 7 、H G H 5 3 3 、H G H 4 2 0 2 、HGH3128、 HGH5188、 HGH4169、 GH4169 、G H 6 2 5 、G H 2 1 3 2弹簧丝、焊丝用于制作弹簧、阻尼元件及各种规格的焊丝，应用于航空、航天发动机、石油、电力、核电等领域。高温合金母合金K 1 3 0 、K 2 4 2 、K 4 0 3 、K 4 1 4 、K 4 1 8 、K 4 2 3 、K 4 2 4 、K 4 3 8 、K 4 7 7 、K 4 8 0 、K 4 8 8 、K 6 4 0 、K 8 2 5 、K 4 1 6 9 、K 4 2 0 2航空、航天、燃机以及其他领域用高温合金批量母合金等轴晶铸造高温合金K 4 6 4 8 、K 4 1 8 、K 4 2 3 A 、K 4 3 8 G、K 4 2 4 、K 4 1 7 （K 4 1 7 G ）、K 4 0 0 2 、K 4 0 3 、K 4 6 5 、K 4 4 7 A 、K419航空发动机扩压器和机匣、航天火箭发动机涡轮泵、坦克用燃气轮子转子叶片和导向叶片定向凝固柱晶高温合金D Z 4 、D Z 5 、D Z 1 7 G 、D Z 2 2 、D Z 2 2 B 、D Z 3 8 G 、D Z 1 2 5 、D Z 1 2 5 L 、D Z 4 0 M 、I C 6 、I C 6 A燃气轮机叶片、导向器叶片、航空发动机涡轮叶片单晶高温合金D Z 6 、D D 9 、D D 6 、D Z 1 2 5 、D Z 2 2、D Z 4 、D Z 1 2 5 、I C 1 0高温度、高载荷、高转速、复杂应力、燃气腐蚀环境下的涡轮热端部件粉末高温合金 FGH4095O D S 高温合金 FGH4096金属间化合物高温合金 FGH4097变形高温合金铸造高温合金航空发动机的涡轮盘、压气机盘、导流盘、涡轮工作叶片前后挡板、弹性环、鼓筒轴和承力环等部件新型高温合金可以进行冷、热变形加工，具有良好的力学性能和综合的强韧性指标，具有较高的抗氧化和抗腐蚀性能。变形高温合金塑性较低，高温变形抗力大，使用普通的热加工手段变形有一定困难，因而需要采用开坯锻造、径向锻造以及轧制等工艺来加工。变形高温合金是高温合金中应用最广的一类，是航空发动机中主要用材。主要为航空、航天、核能、石化等行业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。通过真空重熔直接浇铸成型的高温合金。其具有更宽的成分范围，由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。其特点可以通过铸造工艺直接成型，主要用于制造形状比较复杂的产品。请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 9 - 行业深度 研究 图表 5： 高温合金生产工艺及流程 来源： 公司公告， 中泰证券研究所 图表 6： 变形高温合金产业链梳理 来源： 航空材料技术， 中泰证券研究所 产品价格和 盈利性差异较大 ： 通过选取有单独披露高温合金经营数据的上市公司来进行比较 （西部超导产线尚处于小批量生产阶段，数据暂缺） ，不同 企业 产品售价和盈利性 差异 较大 。 变形高温合金方面 ， 抚顺特钢 不论是在产品售价还是盈利性方面都明显领先对手 ，其中 2019 年单吨销售价格为 19.1 万元（不含税），相比图南股份高出 34%；盈利性 角度 ，2019 年 抚钢 变形高温合金产品毛利率为 38%，虽然相比 2016 年高点53%有较大幅度下滑，但仍显著领先同类竞争对手钢研高纳（ 20%）和图南股份（ 24%） 。 铸造高温合金方面， 图南股份 和钢研高纳 近两年产品毛利率分别 处于 50%和 30%左右水平 ； 冶炼 粗锻 精锻 主机厂主要冶炼单位：抚顺特钢宝武特冶攀长钢北京航材院西部超导钢研高纳图南股份中航上大六合特钢江苏隆达主要冶炼及锻造技术科研单位：钢铁研究总院北京航材院中科院金属所北京科技大学主要锻造单位：二重万航西南铝业陕西宏远贵州安大航宇科技三角防务无锡透平昆仑重工主要精锻单位：北京航材院抚顺特钢钢 研高纳江苏图南江苏隆达西部超导大发动机：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司中国航发成都发动机有限公司西安航空发动机集团有限公司中国航发贵州黎阳航空发动机有限责任公司中航工业沈阳发动机设计研究所中国燃气涡轮研究院小发动机：中国航发南方工业有限公司中国航发常州蓝翔机械责任公司中国航空动力研究所请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 10 - 行业深度 研究 图表 7： 变形高温合金销售价格（万元 /吨） 图表 8： 变形高温合金毛利率 来源： Wind， 中泰证券研究所 来源： Wind， 中泰证券研究所 图表 9： 铸造 高温合金毛利率 来源： Wind， 中泰证券研究所 经营数据 差异的背后， 反映的是 公司 规模优势 和产品结构的 差异 。 根据以下 我们统计的 国内主要高温合金公司产能情况及产品特点 来看 ， 抚顺特钢 作为业内龙头 ， 5000 吨产能 全部为变形高温 合