航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂頁(yè)P(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250014 航空發(fā)動(dòng)機(jī)：現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，核心機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)研制關(guān)鍵的一環(huán) 4 HYPERLINK l _TOC_250013 航空發(fā)動(dòng)機(jī)三大特點(diǎn) 4 HYPERLINK l _TOC_250012 核心機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)研制關(guān)鍵的一環(huán) 5 HYPERLINK l _TOC_250011 航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈包括上游研發(fā)設(shè)計(jì)、中游分系統(tǒng)制造和下游整機(jī)制造 6 HYPERLINK l _TOC_250010 整機(jī)制造 6 HYPERLINK l _TOC_250009 葉片鍛造及鑄造 7 HYPERLINK l _TOC_250008 動(dòng)力控制系統(tǒng) 9 HYPE

2、RLINK l _TOC_250007 零部件（包括鍛造件、鑄造件和鈑金件） 9 HYPERLINK l _TOC_250006 高溫合金 10 HYPERLINK l _TOC_250005 陶瓷基復(fù)合材料及鈦合金 12 HYPERLINK l _TOC_250004 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)空間測(cè)算 13 HYPERLINK l _TOC_250003 相關(guān)上市公司： 14 HYPERLINK l _TOC_250002 4.1 航發(fā)動(dòng)力（600893） 14 HYPERLINK l _TOC_250001 4.2 鋼研高納（300034） 14 HYPERLINK l _TOC_250000

3、風(fēng)險(xiǎn)提示 15相關(guān)報(bào)告匯總 16插圖目錄圖 1： 國(guó)產(chǎn)太行發(fā)動(dòng)機(jī) 4圖 2： 普惠公司的 F-119 發(fā)動(dòng)機(jī)被應(yīng)用在 F22 上 5圖 3： GEF-110 核心機(jī) 5圖 4： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈 6圖 5： 疑似換裝 ws-20 的大運(yùn) 7圖 6： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 7圖 7： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片 7圖 8： 渦輪葉片氣膜冷卻結(jié)構(gòu)發(fā)展歷程 8圖 9： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫合金應(yīng)用部位 11圖 10： 陶瓷基符合材料 12圖 11： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成材料 12圖 12：航空發(fā)動(dòng)機(jī)生命周期示意圖 13表格目錄表 1： 我們預(yù)測(cè)的部分重點(diǎn)機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)配套情況 4表 2： 高溫合金及分類 10DONGXING

4、SECURITIES東興證券行業(yè)報(bào)告P3國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)表 3： 發(fā)動(dòng)機(jī)增量市場(chǎng)測(cè)算 13P4東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)DONGXING SECURITIES航空發(fā)動(dòng)機(jī)：現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，核心機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)研制關(guān)鍵的一環(huán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)三大特點(diǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)是當(dāng)今世界上最復(fù)雜的、多學(xué)科集成的工程機(jī)械系統(tǒng)之一，涉及氣動(dòng)熱力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、控制理論等眾多領(lǐng)域，是技術(shù)密集、知識(shí)密集的高科技產(chǎn)品，對(duì)基礎(chǔ)材料、加工工藝、裝配工藝、基礎(chǔ)試驗(yàn)等有著苛刻的要求，因而被譽(yù)為現(xiàn)代制造業(yè)“皇冠上的明珠”。目前，各種類型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)分別

5、被廣泛應(yīng)用于不同飛行包線的固定翼飛機(jī)和直升機(jī)，是現(xiàn)代航空制造業(yè)的核心環(huán)節(jié)，可以說航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平是推動(dòng)航空器性能提升的核心因素。航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)有以下特點(diǎn)：技術(shù)壁壘高、經(jīng)濟(jì)回報(bào)高、研制周期長(zhǎng)。技術(shù)壁壘高：高溫高壓高轉(zhuǎn)速，考驗(yàn)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)極限。經(jīng)濟(jì)回報(bào)高：由于兩機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘極高，一旦切入兩機(jī)供應(yīng)體系，面臨的競(jìng)爭(zhēng)威脅很小，獲得的經(jīng)濟(jì)回報(bào)高且回報(bào)周期長(zhǎng)。研制周期長(zhǎng)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制流程可分為預(yù)先研究、工程研制和使用發(fā)展三大階段，研制周期長(zhǎng)既是進(jìn)入兩機(jī)產(chǎn)業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，也是行業(yè)高進(jìn)入壁壘。在研制階段由于大量的試驗(yàn)亦能帶來配套產(chǎn)品的需求。圖1：國(guó)產(chǎn)太行發(fā)動(dòng)機(jī)資料來源： 中國(guó)航發(fā)集團(tuán)官網(wǎng)， 表1：我們預(yù)測(cè)的

6、部分重點(diǎn)機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)配套情況型號(hào)配套航發(fā)國(guó)產(chǎn)廠商殲 10AL-31F(未來或由 WS-10 替代）黎明殲 11/15/16WS10黎明殲 20AL-31F(未來或由 WS-15 替代）黎明殲 31RD-93（未來或由 WS-19 替代）黎陽(yáng)DONGXING SECURITIES東興證券行業(yè)報(bào)告P5國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)運(yùn) 20D-30（未來或由 WS-20 替代）西航、成航直 10WZ-9南方直 20猜測(cè)為 WZ-10南方資料來源： 根據(jù)中航工業(yè)大事記整理、核心機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)研制關(guān)鍵的一環(huán)如果說發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，那么核心機(jī)就是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。核心機(jī)由高壓壓氣機(jī)、主燃燒室和

7、高壓渦輪組成，它連續(xù)輸出具有一定可用能量的燃?xì)?，因此又稱為燃?xì)獍l(fā)生器。核心機(jī)主要組成部件在發(fā)動(dòng)機(jī)中處于最惡劣的工作環(huán)境（高壓力、高溫度），且具有最高的工作轉(zhuǎn)速（壓氣機(jī)、高壓渦輪），因而是發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度和使用可靠性方面最為關(guān)鍵的部件。圖2：普惠公司的 F-119 發(fā)動(dòng)機(jī)被應(yīng)用在 F22 上資料來源： 百度圖片，核心機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成本中占比最大，研制周期（預(yù)研階段）最長(zhǎng)。核心機(jī)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制中主要難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)最集中的部分，也是航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)性和復(fù)雜性的集中體現(xiàn)。20 世紀(jì) 70 年代，新一代發(fā)動(dòng)機(jī)從概念研究到投入使用約為 10-15 年，90 年代的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)如 F119 從概念研究到定型前前

8、后后經(jīng)歷了 25年以上，而在一臺(tái)成熟的核心機(jī)上派生新機(jī)，周期只需要 3-5 年。核心機(jī)可以派生出很多不同系列發(fā)動(dòng)機(jī)。從 B-2 轟炸機(jī)到 F-16 戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)大部分是以普惠 F-110 核心機(jī)派生而來，而普惠 F-110 的核心機(jī)來自一款代號(hào)為 GE9 的核心機(jī)，這款核心機(jī)還派生出了燃?xì)廨啓C(jī)和民航客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，CFM56 系列發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)型號(hào) CFM56-2 采用了軍用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)F101 的核心機(jī)作為核心機(jī)，配上葉尖直徑為 1.727 米的風(fēng)扇及三級(jí)增壓壓氣機(jī)、4 級(jí)低壓渦輪組成了一臺(tái)高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，推力為 139151 千牛，1979 年投入使用。圖3：GEF-110

9、核心機(jī)P6東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)DONGXING SECURITIES資料來源： 環(huán)球軍事網(wǎng)， 航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈包括上游研發(fā)設(shè)計(jì)、中游分系統(tǒng)制造和下游整機(jī)制造航空產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游研發(fā)設(shè)計(jì)、高端材料供應(yīng)、零部件制造，到中游分系統(tǒng)制造，到下游整機(jī)制造、整機(jī)試驗(yàn)和維修保障。中國(guó)航發(fā)產(chǎn)業(yè)從測(cè)繪仿制到自主研制 60 多年來，經(jīng)歷了從無(wú)到有，現(xiàn)如今已有了一定的技術(shù)積累，基本建立了完整的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制和生產(chǎn)體系。圖4：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈資料來源： 根據(jù)上市公司年報(bào)整理，整機(jī)制造在航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈中，發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)和系統(tǒng)制造是最關(guān)鍵的一步。發(fā)動(dòng)機(jī)的核心技術(shù)及總裝集成、客戶銷

10、售、后續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)大修與零部件更換等環(huán)節(jié)都被整機(jī)制造商所控制，整機(jī)制造商負(fù)責(zé)整體設(shè)計(jì)，承擔(dān)研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，利潤(rùn)也相對(duì)最高。全球整機(jī)制造的代表企業(yè)有 GE、P&W、RR、SAFRAN，國(guó)內(nèi)則以航發(fā)動(dòng)力為主導(dǎo)。DONGXING SECURITIES東興證券行業(yè)報(bào)告P7國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)上市公司航發(fā)動(dòng)力是航發(fā)整機(jī)制造的承制單位，產(chǎn)品全譜系覆蓋。航發(fā)動(dòng)力集成了我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的幾乎全部型號(hào)，在產(chǎn)品的量?jī)r(jià)二維體系中最為穩(wěn)定，將享受確定性溢價(jià)。公司主打的“太行”系列產(chǎn)品已在我國(guó)主戰(zhàn)機(jī)型上大規(guī)模應(yīng)用；渦軸、渦槳類產(chǎn)品亦全面列裝我國(guó)軍用直升機(jī)及中型運(yùn)輸機(jī)；渦噴類產(chǎn)品仍為我國(guó)早期型號(hào)軍

11、機(jī)提供穩(wěn)定換發(fā)保障。未來隨著幾款重點(diǎn)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)研制列裝的加速，我國(guó)有望實(shí)現(xiàn)軍機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)全部國(guó)產(chǎn)化的愿景。此外在外貿(mào)方面，國(guó)產(chǎn)航發(fā)伴隨國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)走出去的可能性也在逐步增強(qiáng)。大運(yùn)未來或全面換裝渦扇 20。2020 年 11 月 21 日，網(wǎng)傳大運(yùn)已裝備四臺(tái) WS-20 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行飛行試驗(yàn)，WS-20的順利換裝。這一方面解決了大運(yùn)的產(chǎn)能瓶頸，使其成為全狀態(tài)版本；另一方面提高了大運(yùn)的運(yùn)載能力和航程，對(duì)于大運(yùn)實(shí)現(xiàn)跨洲際遠(yuǎn)程飛行、中短程重載飛行有著重要意義。若大運(yùn)確認(rèn)換裝了 4 發(fā) WS-20，那么可以認(rèn)為 WS-20 的研發(fā)以進(jìn)入尾聲，后續(xù)經(jīng)過一定調(diào)整將進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段，屆時(shí)將基本解決我國(guó)大型軍用飛機(jī)發(fā)動(dòng)

12、機(jī)的瓶頸，WS-20 也將成為航發(fā)動(dòng)力業(yè)績(jī)的重要貢獻(xiàn)力量。圖5：疑似換裝 ws-20 的大運(yùn)資料來源： 新浪軍事網(wǎng)站，葉片鍛造及鑄造葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的最核心部件，它的制造占據(jù)了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)制造 30%以上的工作量。葉片是發(fā)動(dòng)機(jī)中數(shù)量最大的一類零件，具有壁薄易變形的特點(diǎn)，并且其所承受的工況十分惡劣。目前金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造的兩大類主要材料，如何高效、高質(zhì)量地對(duì)其進(jìn)行加工已經(jīng)成為了目前葉片制造行業(yè)研究的重點(diǎn)之一，也是制造出高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵。輔以表面處理技術(shù)來完成葉片的高品質(zhì)制造。圖6：航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片圖7：航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片P8東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈

13、梳理，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)DONGXING SECURITIES資料來源： 百度百科，資料來源： 百度百科，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片按照部件分為風(fēng)扇葉片、壓氣機(jī)葉片和渦輪葉片。按照運(yùn)動(dòng)方式分為動(dòng)葉和靜葉。其中風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)葉片主要以數(shù)控加工、精密鍛造、超塑成型/擴(kuò)散連接方式為主。壓氣機(jī)葉片則分為壓氣機(jī)低壓級(jí)葉片和壓氣機(jī)高壓級(jí)葉片，隨著壓氣機(jī)級(jí)數(shù)增多，壓氣機(jī)葉片工作溫度提升，選用變形高溫合金取代鈦合金。并且，在高壓壓氣機(jī)末級(jí)，選用材料由變形高溫合金到新型輕質(zhì)耐高溫 Ti-Al 合金轉(zhuǎn)變。而渦輪葉片所處環(huán)境較風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)葉片更為惡劣，故對(duì)其材料和加工工藝都有著更為嚴(yán)格的要求，目前普遍采取精密鑄造的方式對(duì)渦輪

14、葉片進(jìn)行加工，并輔以磨削等其他一些加工方法。渦輪低壓級(jí)葉片工作溫度相對(duì)渦輪高壓級(jí)葉片溫度較低，主要采用定向結(jié)晶鑄造鎳基高溫合金。新型輕質(zhì)耐高溫 Ti-Al 和陶瓷基復(fù)合材料也已經(jīng)在部分機(jī)型上成功應(yīng)用。目前全球葉片市場(chǎng)仍以歐美企業(yè)為主導(dǎo)，例如 GE、賽峰、羅羅、普惠等國(guó)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭均擁有直屬工廠，或與合作公司成立合資工廠。而隨著國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，也有部分企業(yè)逐步具備了，引導(dǎo)中國(guó)航發(fā)葉片市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)葉片市場(chǎng)由航發(fā)動(dòng)力、煉石航空、萬(wàn)澤股份和應(yīng)流股份等企業(yè)主導(dǎo)。航發(fā)動(dòng)力擁有國(guó)內(nèi)最大的葉片生產(chǎn)線，其精密鍛造、表面處理生產(chǎn)線都處于亞洲領(lǐng)先地位。此外，煉石航空公司立足于高溫合金材料

15、及航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶渦輪葉片研制，已構(gòu)建了“錸元素高溫合金單晶葉片航空零部件航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型無(wú)人機(jī)整機(jī)”完整的產(chǎn)業(yè)鏈。圖8：渦輪葉片氣膜冷卻結(jié)構(gòu)發(fā)展歷程DONGXING SECURITIES東興證券行業(yè)報(bào)告P9國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)資料來源： 百度百科，動(dòng)力控制系統(tǒng)隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的日益進(jìn)步，其性能不斷地提高，燃油和控制系統(tǒng)也由簡(jiǎn)單到復(fù)雜發(fā)展，從液壓機(jī)械控制發(fā)展到全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC），發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷系統(tǒng)歸入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，并且防喘控制也越來越受到專家的關(guān)注。目前國(guó)際市場(chǎng)上以英美為主導(dǎo)，我國(guó)從80 年代初進(jìn)行了FADEC 系統(tǒng)的研究，并取得了較為矚目

16、的研究成果。在動(dòng)力控制系統(tǒng)方面，我國(guó)的航發(fā)控制已處于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)壟斷地位，公司是國(guó)家航空動(dòng)力控制系統(tǒng)及產(chǎn)品研制、生產(chǎn)基地，已經(jīng)構(gòu)建了較為完整的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油與控制系統(tǒng)專業(yè)體系，擁有國(guó)家一流專業(yè)科研人才，科研實(shí)力雄厚。另外具備一定實(shí)力的海特高新等民營(yíng)企業(yè)也試圖進(jìn)入市場(chǎng)，公司已完成戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，由一家傳統(tǒng)航空維修企業(yè)轉(zhuǎn)向綜合航空技術(shù)服務(wù)企業(yè)，公司航空新技術(shù)研發(fā)制造業(yè)務(wù)板塊已形成產(chǎn)量量產(chǎn)、多種新型號(hào)在研，以及多個(gè)項(xiàng)目預(yù)研全面推進(jìn)的良好局面。零部件（包括鍛造件、鑄造件和鈑金件）航空發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件有盤軸、風(fēng)扇軸、渦輪盤、軸、整體葉盤/葉輪、渦輪機(jī)匣和風(fēng)扇匣等，按毛坯提供方式可以分為鍛造件、鑄造件和鈑金件。鍛造件

17、鍛件是指通過對(duì)金屬坯料進(jìn)行鍛造變形而得到的工件或毛坯。利用對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑形變形，可改變其機(jī)械性能。目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件鍛件毛坯占毛坯總重量的一半以上，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇和壓氣機(jī)葉片、盤、軸、齒輪和部分機(jī)匣零件采用鍛造工藝。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝制造技術(shù)的發(fā)展，葉片作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件形成了與其他零件不同的精鍛工藝。其他盤、軸、齒輪和機(jī)匣等零件鍛造則以渦輪盤鍛件工藝最為先進(jìn)。目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件領(lǐng)域，英美德日走在世界前列，依托高端技術(shù)，占據(jù)著國(guó)際高端市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)力相對(duì)薄弱，以中航重機(jī)為主導(dǎo)，占據(jù)國(guó)內(nèi)航空鍛造市場(chǎng) 60%的份額，2019 年一件大型精密的鍛件產(chǎn)品在全球最大電動(dòng)螺旋壓力

18、機(jī)的鍛壓下，正式在中航重機(jī)西安航空鍛造產(chǎn)業(yè)基地出爐。此產(chǎn)品的問世，標(biāo)志著我們鍛造產(chǎn)品正式進(jìn)入到精鍛 3.0 時(shí)代。P10東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)DONGXING SECURITIES鑄造件鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)打磨等后續(xù)加工手段后，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片和部分機(jī)匣采用鑄造工藝，其中以渦輪鑄造技術(shù)最為先進(jìn)。傳統(tǒng)的低壓澆鑄方法存在氧化夾渣、氣孔、縮孔、裂紋等一系列弊端，精密鑄造制坯是鑄造領(lǐng)域主要的發(fā)展方向。鈑金件鈑金是

19、一種針對(duì)金屬薄板（通常在 6mm 以下）的綜合冷加工工藝，包括剪、沖/切/復(fù)合、折、焊接、鉚接、拼接、成型等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。通過鈑金工藝加工出的產(chǎn)品叫做鈑金件。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、噴灌機(jī)匣以鈑金件為主。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件領(lǐng)域，常規(guī)鑄件和非單晶葉片鑄造以中航重機(jī)為主，近幾年不少民企也積極進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，逐漸成為這個(gè)領(lǐng)域不可忽視的一股力量，比如新研股份、華伍股份等公司。高溫合金高溫合金又叫熱強(qiáng)合金、超級(jí)合金。按基體組織材料可分為三類：鐵基、鎳基和鈷基。按生產(chǎn)方式可分為鑄造高溫合金、變形高溫合金和粉末高溫合金。按強(qiáng)化機(jī)理可分為碳化物強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化。表2：高溫合金及分類

20、分類標(biāo)準(zhǔn)高溫合金種類主要特征制造工藝鑄造高溫合金采用精密鑄造工藝制成零件，零件強(qiáng)度較高，但不適合進(jìn)行熱加工。變形高溫合金合金化程度和高溫強(qiáng)度較低。采用液態(tài)金屬霧化或高能球磨機(jī)制粉，晶粒細(xì)小、成分和組織均勻，粉末冶金高溫合金顯著改善了熱加工性能，難于變形的鑄造高溫合金可以通過粉末法改善其熱塑性而成為變形高溫合金。鐵基高溫合金使用溫度較低（600850），一般用于渦輪盤、機(jī)匣和軸等零件。使用溫度最高（約 1000），廣泛用于制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、各種合金主要元素強(qiáng)化方式鎳基高溫合金鈷基高溫合金 固溶強(qiáng)化高溫合金時(shí)效強(qiáng)化高溫合金氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金晶界強(qiáng)化高溫合金工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的最熱端零件，如渦輪部分

21、工作葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪等。使用溫度約 950，具有良好的鑄造性和焊接性，主要用于做導(dǎo)向葉片材料，由于鈷資源較少而價(jià)格昂貴?？寡趸詮?qiáng)，塑性和成型性良好，具有一定的高溫強(qiáng)度，主要用于環(huán)境溫度較高，但承受應(yīng)力較低的零件，如燃燒室和火焰筒等。具有較高的高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度以及良好的綜合性能，主要用于承受高負(fù)荷、環(huán)境溫度為高、中溫的零件，如渦輪葉片、渦輪盤等。合金中彌散分布氧化物顆粒，具有高熱穩(wěn)定性，在 1000以上仍能保持較高的強(qiáng)度。在合金中加入微量硼、鈰、鋯和鎂等元素改善晶界狀態(tài)以提高高合金的抗蠕變能力。DONGXING SECURITIES東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆

22、起航正當(dāng)時(shí)P11資料來源：高溫合金的分類（熱處理，2018 年 05 期）、高溫合金一般應(yīng)用于四大領(lǐng)域。新型的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的 40%-60%以上，主要用于燃燒室、導(dǎo)向器、渦輪葉片和渦輪盤四大熱端部件，此外還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。燃燒室是發(fā)動(dòng)機(jī)各部件中溫度最高的區(qū)域，燃燒室內(nèi)燃?xì)鉁囟瓤筛哌_(dá) 1500-2000，作為燃燒室壁的高溫合金材料需承受 800-900的高溫，局部甚至高達(dá) 1100以上。除需承受高溫外，燃燒室材料還應(yīng)能承受周期性點(diǎn)火啟動(dòng)導(dǎo)致的急劇熱疲勞應(yīng)力和燃?xì)獾臎_擊力。用于制造燃燒室的主要材料有高溫合金、不銹鋼和結(jié)構(gòu)鋼，其中用量最大、最

23、為關(guān)鍵的是變形高溫合金。導(dǎo)向器也可稱為渦輪導(dǎo)向葉片，用來調(diào)整燃燒室出來的燃?xì)饬飨颍菧u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上承受溫度最高、熱沖擊最大的零部件，材料工作溫度最高可達(dá) 1,100以上，但渦輪導(dǎo)向葉片承受的應(yīng)力比較低，一般低于 70MPa。該零件往往由于受到較大熱應(yīng)力而引起扭曲，溫度劇變產(chǎn)生熱疲勞裂紋以及局部溫度過高導(dǎo)致燒傷而報(bào)廢。因此，導(dǎo)向器材料大多采用精密鑄造鎳基高溫合金。渦輪葉片是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最惡劣也是最關(guān)鍵的部件，由于其處于溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位而被列為第一關(guān)鍵件。渦輪葉片又稱工作葉片，渦輪葉片在承受高溫的同時(shí)要承受很大的離心應(yīng)力、振動(dòng)應(yīng)力、熱應(yīng)力等。其所承受溫度低于相應(yīng)導(dǎo)向葉片

24、 50-100，但在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于受到氣動(dòng)力和離心力的作用，葉身部分所受應(yīng)力高達(dá) 140MPa，葉根部分達(dá) 280-560MPa，渦輪葉片材料大多也是精密鑄造鎳基高溫合金。渦輪葉片其結(jié)構(gòu)與材料的不斷改進(jìn)已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能提升的關(guān)鍵因素之一。渦輪盤在四大熱端部件中所占質(zhì)量最大。渦輪盤是航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要轉(zhuǎn)動(dòng)部件，工作溫度不高，一般輪緣為 550-750，輪心為 300左右，因此盤件徑向的熱應(yīng)力大，特別是盤件在正常高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于盤件質(zhì)量重達(dá)幾十至幾百千克，且?guī)е~片旋轉(zhuǎn)，要承受極大的離心力作用，在啟動(dòng)與停車過程中又構(gòu)成周期性的大應(yīng)力低周疲勞。用作渦輪盤的高溫合金為屈服強(qiáng)度很高、細(xì)晶粒的變形高

25、溫合金和粉末高溫合金。在我國(guó)，渦輪盤中變形高溫合金 GH4169 合金用量最大、應(yīng)用范圍最廣。高溫合金行業(yè)需要依托強(qiáng)大的生產(chǎn)和研發(fā)技術(shù)方能保障企業(yè)的正常運(yùn)行，同時(shí)還涉及產(chǎn)品認(rèn)證的問題，尤其是軍品認(rèn)證周期長(zhǎng)、審核嚴(yán)，故高溫合金行業(yè)的準(zhǔn)入門檻高，行業(yè)內(nèi)企業(yè)少，國(guó)內(nèi)目前的主要廠商有鋼研高納、ST 撫鋼、圖南股份。圖9：航空發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫合金應(yīng)用部位P12東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)DONGXING SECURITIES資料來源： 鋼研高納招股說明書，陶瓷基復(fù)合材料及鈦合金陶瓷基復(fù)合材料就是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結(jié)

26、構(gòu)陶瓷，這些陶瓷材料具有耐高溫、高強(qiáng)度和剛度、相對(duì)重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能，但其致命的弱點(diǎn)是比較脆，容易出現(xiàn)裂紋甚至斷裂。而采用高性能纖維與陶瓷基體復(fù)合，就可以顯著提高陶瓷韌性和可靠性。纖維能阻止裂紋的擴(kuò)展，從而得到有優(yōu)良韌性的纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。這樣的陶瓷基復(fù)合材料具備了類似金屬的斷裂行為，即受力較大時(shí)先發(fā)生拉伸，拉伸大到一定程度時(shí)才會(huì)發(fā)生斷裂，只有具備這樣優(yōu)良韌性的材料才具備在發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片上使用的條件。目前國(guó)內(nèi)廠商有火炬電子等企業(yè)。鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬，強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高。根據(jù)加入的元素不同，鈦合金的屬性也不同。主要應(yīng)用于壓氣盤、靜葉片、動(dòng)葉片、機(jī)殼

27、、燃燒室外殼等零件部位。2014 年我國(guó)生產(chǎn)航空航天領(lǐng)域用鈦銷售量合計(jì) 4861 噸，其中寶鈦股份、西部超導(dǎo)繼續(xù)穩(wěn)居行業(yè)前列。圖10：陶瓷基符合材料圖11：航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成材料資料來源： 百度百科，資料來源： GE 公司網(wǎng)站，DONGXING SECURITIES東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?，揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)P13軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)空間測(cè)算軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要包括新增市場(chǎng)和存量維護(hù)保養(yǎng)市場(chǎng)：新增市場(chǎng)方面，我們分別假設(shè)未來十年我國(guó)新增各類型軍機(jī)數(shù)量、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量和單機(jī)價(jià)格。存量維修和保養(yǎng)市場(chǎng)方面，航空發(fā)動(dòng)機(jī)每運(yùn)行一段時(shí)間(50-100 個(gè)小時(shí))需要進(jìn)行一次專檢，檢查易損件和承力件以

28、及油濾油泵的性能，飛行 600-1000 小時(shí)再進(jìn)行一次大修，更換部分易損承力部件，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)壽命要比實(shí)際壽命小。一般航空發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)生命周期大修次數(shù)為 3 次左右，第一次大修周期約為 600 小時(shí)，大修的間隔時(shí)間逐次遞減，一般間隔時(shí)間是上一次的 80%。航空發(fā)動(dòng)機(jī)后續(xù)維修和保養(yǎng)費(fèi)用較高，我們維修和保養(yǎng)費(fèi)用價(jià)格為新機(jī)的 1.2 倍。圖 12：航空發(fā)動(dòng)機(jī)生命周期示意圖資料來源： 全球分析網(wǎng)（ HYPERLINK / ） ， 表3：發(fā)動(dòng)機(jī)增量市場(chǎng)測(cè)算類型架數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)換備系數(shù)單價(jià)（萬(wàn)美元）增量市場(chǎng)（億美存量維修和保養(yǎng)市場(chǎng)（億合計(jì)市場(chǎng)（億美元）元）美元）戰(zhàn)斗機(jī)10001.5（假設(shè)）1.5500112

29、.5135247.5直升機(jī)150021.5100455499教練機(jī)120021.51505464.8118.8艦載機(jī)30021.5500455499大型運(yùn)輸機(jī)30041.54007286.4158.4中小型運(yùn)輸機(jī)20021.55033.66.6燃?xì)廨啓C(jī)3021.54003.64.327.92合計(jì)335.1402.12737.22資料來源： 中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、我們預(yù)計(jì)未來十年軍機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)增量和存量市場(chǎng)分別為 335.1 億美元和 402.12 億美元，合計(jì)為 737.22 億美元，平均每年約為 516 億元（假設(shè)美元對(duì)人民幣匯率為 7）。P14東興證券行業(yè)報(bào)告國(guó)防軍工行業(yè)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚?/p>

30、揚(yáng)帆起航正當(dāng)時(shí)DONGXING SECURITIES相關(guān)上市公司：整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈都將隨著十四五期間我國(guó)主戰(zhàn)機(jī)型的放量和航空發(fā)動(dòng)機(jī)上先進(jìn)材料占比的提升而受益，我們認(rèn)為認(rèn)為最為受益的環(huán)節(jié)相關(guān)公司包括，航發(fā)動(dòng)力（發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)）、鋼研高納（高溫合金龍頭）、圖南股份（高溫合金龍頭）和中航重機(jī)（航空發(fā)動(dòng)機(jī)鍛造龍頭）。我們重點(diǎn)跟蹤的公司為：航發(fā)動(dòng)力、鋼研高納。4.1 航發(fā)動(dòng)力（600893）國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)譜系最全，科研生產(chǎn)能力最強(qiáng)的企業(yè)。航發(fā)動(dòng)力是國(guó)內(nèi)大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造基地企業(yè)，國(guó)內(nèi)唯一的生產(chǎn)制造渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞全種類軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的企業(yè)。公司主要業(yè)務(wù)分為三類：航空發(fā)動(dòng)機(jī)及衍生產(chǎn)品、外貿(mào)出口

31、轉(zhuǎn)包業(yè)務(wù)、非航空產(chǎn)品及其他業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品和服務(wù)有軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)及部件、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件出口、軍民用燃?xì)廨啓C(jī)、軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修保障服務(wù)。目前已具備涵蓋航空發(fā)動(dòng)機(jī)全壽命周期的設(shè)計(jì)、制造、總裝、試車、維修整套技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)綜合服務(wù)保障能力，綜合技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。公司在葉輪、盤、軸、機(jī)匣加工、整體結(jié)構(gòu)件、精密鑄造、精密鍛造等關(guān)鍵點(diǎn)上具備了國(guó)內(nèi)一流的制造能力。航發(fā)動(dòng)力將受益于機(jī)型列裝和國(guó)產(chǎn)替代等邏輯，產(chǎn)能釋放和產(chǎn)品交付有望走上正軌。航發(fā)動(dòng)力的十四五邏輯除了與中航沈飛、中直股份和中航飛機(jī)一樣受益于若干主戰(zhàn)機(jī)型放量以外，還將受益于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有飛機(jī)航發(fā)的國(guó)產(chǎn)替代、現(xiàn)存軍機(jī)航發(fā)的維修替換市場(chǎng)以及未來民機(jī)市場(chǎng)爆發(fā)的邏輯。產(chǎn)能和交付方面，對(duì)于需求方面市場(chǎng)并沒有過多的憂慮，而從供應(yīng)端來看，市場(chǎng)一直在擔(dān)憂公司的產(chǎn)能和交付問題，不過從我們對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)研情況來看，或許十四五的產(chǎn)能和交付問題相對(duì)于十三五來說會(huì)有顯著改善，主要原因就是十四五的任務(wù)保障被放到了非常重要的位置，同時(shí)如果公司自身產(chǎn)能受限，不排除或會(huì)通過軍民融合來解決產(chǎn)能問題，所以產(chǎn)能和交付的問題其實(shí)可以更加樂觀。未來的看點(diǎn)在于若干型號(hào)定型和量產(chǎn)。十四五期間主戰(zhàn)機(jī)型的全狀態(tài)版本、各種改型都會(huì)加快列裝，對(duì)大推渦扇、大涵道渦扇、中推渦扇、大功率渦軸