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（报告出品方/作者：首创证券，曲小溪、郭祥祥）

1锻件性能优于铸件，锻造是高技术集成度的制造工艺

1.1锻造有助于改善金属构件的内部缺陷

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，优化微观组织结构。锻造还可以保证金属纤维结构的连续性，使锻件的纤维结构和锻件的形状保持一致，完成金属流线，保证零件具有良好的机械性能和较长的寿命。一般而言，锻件的机械性能优于同材料的铸件。

锻造按照成形机理，可以分为自由锻、模锻和辗环锻。自由锻灵活度较高，通常用于型号研制阶段尺寸常发生变化的零件制备。另外，自由锻还被用于模锻的前处理。模锻通常用于制备机身结构件和发动机盘件，适合批量化生产。辗环锻在制备环形锻件更有优势，相比模锻，其材料利用率高，成材尺寸更大。

1.2锻件制造包括冶金、金属加工、热处理等多种机械加工工艺

锻件的主要功能是在工作中承受外力或传递力矩，通常需要特殊的工艺处理以满足其所需性能。锻件产品主要生产流程包括下料、加热、锻造、辗环、热处理、机加工、理化检测等多个环节，加工过程涉及冶金、金属加工、热处理和现代机械设计制造技术等多学科、多领域技术，整体技术集成度较高。

自由锻件生产流程：原材料下料→锻造加热炉中加热→快锻机进行锻造→在热处理炉中进行热处理→进行后续机加、理化测试。模锻件生产流程：锻件设计、模具设计→模具加工制造→原材料下料→锻造加热炉中加热→自由锻制坯→模锻→在热处理炉中进行热处理→进行后续机加、理化测试。辗环锻件生产流程：下料→制坯→辗环锻→锻造加热炉→粗加工→性能热处理→成品机加工→检验。

2航空航天、船舶、电力、石化是锻件的重要应用领域

2.1航空锻件主要包含机身锻件和航空发动机盘、环锻件

在机身结构件上的应用有：大型飞机、战斗机机体的框、梁、起落架等结构件。具体有飞机舱门部位的门框锻件，机头部位的风挡边框锻件，机翼与机身部位的连接件，机翼部位的边条、承力梁、框锻件，发动机吊挂系统锻件，机身承力框锻件，转向舵部位的转轴梁锻件，起落架外筒、活塞杆锻件，扭力臂、斜支撑、支架、后支架等锻件。大型飞机、战斗机机身结构件主要涉及的材料有钛合金、超高强度钢、铝合金等。

航空发动机或燃气轮机盘类锻件包括前轴颈、风扇盘、压气机盘、整流罩、涡轮轴、低压涡轮盘、高压涡轮盘、锥轴等盘类锻件。这类锻件涉及的材料主要有高温合金、钛合金、超高强度钢和不锈钢等。

航空发动机或燃气轮机的环形锻件包括风扇机匣、外涵道支承、燃烧室机匣、高压涡轮机匣、高压支承、低压涡轮机匣、低压密封环。这类锻件涉及的材料主要有高温合金、钛合金、超高强度钢和不锈钢等。

2.2航天锻件主要包括火箭和导弹锻件

年我国航天发射次数达到55次，位居世界第一。包括长征系列火箭、快舟系列火箭和民营企业研制的火箭在内，共实施55次发射任务，将上百颗航天器送入太空。当前我国航天工业实力、航天任务执行力、国家整体科技实力都在不断进步，预计未来航天发射次数仍旧保持高位。锻件在火箭结构件上也有着重要的应用。火箭用锻件产品主要用于运载火箭发动机机匣、安装边、支座、法兰，运载火箭整流罩、运载火箭外壳、卫星支架等。

导弹武器出现在第二次世界大战后期，相较于传统的武器，导弹具有命中精度高、射程远、速度快的特点，已经成为火力打击中的主力装备。根据《现代防御技术》，年海湾战争中空袭制导炸弹占比7%，而到年的利比亚战争中，精确制导武器占总投弹量的比例超过90%。精确制导武器在现代战争中的重要性不断提升，带来相关需求增长。锻件在导弹上的应用包括导弹发动机机匣、导弹外壳、环形连接件、装载环等。

2.3船舶锻件主要包括燃气轮机和柴油机锻件

船舶锻件主要可分为动力锻件、轴系锻件、锚系锻件和舵系锻件。动力锻件主要包括燃气轮机机匣、叶轮、法兰等，船用柴油机机体、机座、法兰等；轴系锻件有推力轴、中间轴、艉轴等；舵系锻件主要有舵杆、舵柱、舵销等；锚系锻件主要有锚绞机用部件等。

2.4电力锻件主要用于火电、核电、风力发电装置

汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置。其工作原理为：高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，实现对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，主要由转子和静子两部分组成，转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等，静子包括进汽部分、汽缸、隔板、静叶持环、汽封及轴承等。根据派克新材招股说明书，汽轮机相关锻件包括静叶持环、汽机护环、汽封、阀门等锻件产品。

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的内能转变为机械能的动力机械。燃气轮机广泛用于飞机、舰船、发电站以及车辆。燃气轮机主要由压气机、燃烧室和燃气透平组成。燃气轮机工作时，压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，形成高温燃气，接着高温燃气流入燃气涡轮膨胀做工，推动涡轮叶片带着压气机叶轮一起旋转，并同时向外部输出机械功。提高燃气轮机的初温和压缩比有利于提升燃气轮机的效率，一般燃气轮机的压缩比可超过30，工业用燃气轮机的初温可达℃。燃气轮机内部处于高温、高压和高速旋转状态，其内部众多构件也多采用高强度、耐高温、稳定性强的钛合金和高温合金锻件制造而成。根据派克新材招股说明书，重型燃气轮机锻件涉及机匣、转动件、密封环、燃烧室、支撑环等部位。

核电是利用核燃料核裂变反应所释放的核能进行发电，核能要明显大于化学能，因此核电具高密度能源，单机容量大，电能质量高等特点。另外，由于不使用化石燃料，核电工作过程中不产生二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物，二氧化碳的排放量远低于火电，对环境更为友好。近几年，核电得到了国家的大力支持，一定程度上也带动大型锻件行业的市场规模增长。根据派克新材招股说明书，核电设备相关锻件主要是反应堆堆芯上部支承构件、堆芯下部支承构件、堆芯测量支承结构。

风能是一种无污染的可再生能源，没有常规能源的污染问题。风力发电厂的建设周期短，单台机组的安装时间仅需几周，5万千瓦容量的风场建设周期在半年至一年左右。风力发电机组的可靠性也越来越高，机组寿命可达二十年。目前中型风力发电机组的单位装机容量造价已经接近于火电，低于油电和核电，经济性优势明显。风电机组作为风电设备最核心的构成部分，其工作时间长，负荷极重，工作环境恶劣，所以承力轴承和法兰连接部位需要满足承载大、抗冲击、耐磨耐腐蚀等要求。根据派克新材招股说明书，风电设备锻件包括风电机组中的轴承、齿轮、齿圈等。

2.5石化锻件用于石油开采和运输设备

石化设备是指石油钻采开始到运输直达加工成化工品的一系列过程中所用到的设备的总称。主要包括塔设备、换热器、反应器、储罐和各种壳装设备在内的静设备以及运输介质的设备。根据派克新材招股说明书，石化设备锻件包括法兰、管板等。

3航空锻件产业链

3.1上游主要为金属材料和锻造设备

3.1.1钛合金比强度高，在先进战机上的用量占比超过30%

锻造的上游分为原材料和设备。原材料领域钛合金主要由西部超导、宝钛股份、西部材料供应。高温合金主要由抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、隆达股份。另外锻造用到的原材料还包括碳钢、不锈钢、合金钢、铝合金等。钛合金具有比强度高、耐腐蚀、耐高温、抗疲劳等特点。同样大小的钛合金重量只是钢的60%，但是却比合金钢的强度高。海绵钛是钛工业生产的基础环节。海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，形成钛锭，之后加工形成钛材。20世纪50年代以来，随着航空航天领域的快速发展，钛合金得到了快速的渗透。年首飞的高空高速战略侦察机SR-71“黑鸟”，钛合金用量达到了飞机总重的93%。美国三代战机F-15飞机钛合金重量占比达26%，四代战机F-22飞机结构中钛合金占比达到了38.8%。F-15飞机配备的F-PW涡轮风扇发送机的钛用量为25%-30%，F-22的V发动机钛合金用量高达31%。钛合金在机身结构上的应用部位包括起落架部件、框、梁、机身蒙皮、隔热罩等；在航空发动机上的应用主要包括压气机盘、叶片、鼓筒、高压压气机转子、压气机机匣等。

根据新思界产业研究中心发布的数据，年我国钛合金市场规模达.3亿元，同比增长8.1%。根据贝哲斯咨询发布数据，全球钛合金市场规模在年达到.83亿元，预计会以4.13%的CAGR增长并在年达到.5亿元。钛合金相关上市公司主要有宝钛股份、西部超导和西部材料。从年营收上规模上看，宝钛股份要远超西部超导和西部材料，营收达到了52.46亿元，西部超导次之为29.27亿元，西部材料为21.62亿元。从年归母净利润规模上看，西部超导净利润居首位，达7.41亿元，宝钛股份和西部材料分别为5.60亿元和1.33亿元。从年毛利率上看，西部超导毛利率远超另外两家竞争对手，高达40.83%，宝钛股份和西部材料较为接近，分别为23.27%和23.05%。从净利率角度看，西部超导净利率是宝钛股份两倍有余，达到了25.46%，宝钛股份和西部材料分别为11.91%和7.33%。从年前三季度增速上看，宝钛股份、西部超导、西部材料营收增长率分别为10.47%、56.25%、22.86%，归母净利润增速分别为8.10%、59.57%、30.71%，西部超导的增速更快。

3.1.2高温合金可耐高温、腐蚀，在发动机中的用量占比超过40%

高温合金是以金属镍、铁、钴元素为基础，能在℃以上的高温下承受一定应力长期工作，并具有优异抗氧化、抗腐蚀能力的一类先进结构材料。在燃气涡轮式航空发动机中，高温合金用量通常占到发动机总重量的40%以上。按照工艺路线，高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金三大类。变形高温合金是指通过特种冶炼技术制备成铸锭，然后通过锻造、轧制、挤压等方式加工变形成材的一类高温合金材料。变形高温合金在整个高温合金的产量中占比70%以上，产品种类也较多，在航空发动机里可用于制造盘轴、机匣、燃烧室、紧固件等多种零件。国内变形高温合金的主流冶炼工艺为“真空感应+真空自耗重熔”或“真空感应+电渣重熔”的双联冶炼。对于要求较高的盘轴类锻件生可能需要用到“真空感应+电渣重熔+真空自耗重熔”三联冶炼工艺技术，该技术可有效降低杂质元素和夹杂物含量。

粉末高温合金是20世纪60年代发展起来的一种先进高温合金制备工艺,由于用极细的金属粉末作为原材料,经过热固结成型及后续热加工处理得到的合金组织均匀,晶粒细小,无宏观偏析现象,而且合金的高温强度、蠕变性能及疲劳性能优异，主要用于航空发动机中的盘轴类锻件，通常情况下服役条件较变形高温合金更为苛刻。铸造高温合金是指通过熔模铸造等工艺直接凝固成型的高温合金产品，多用于制造航空发动机中的机匣、叶片等结构复杂的零件。

根据中研产业研究院报告《-年高温合金市场投资前景分析及供需格局研究预测报告》，年全球高温合金市场规模达亿元，预计到年，全球航空航天材料的市场规模将达到亿美元。年我国高温合金市场规模达亿元，同比增长10.18%，预计年我国高温合金市场规模将达到亿元，年复合增速为35.56%。生产高温合金的主要企业包括抚顺特钢、钢研高纳、图南股份和隆达股份。从前三季度收入规模上看抚顺特钢的收入规模最大，达到了55.69亿元，钢研高纳次之，为14.25亿元，图南股份和隆达股份分别为5.21亿元和5.06亿元。从归母净利润增速上看，规模较小的图南股份和隆达股份业绩弹性较高，归母净利润分别同比增长40.69%、.15%。而规模相对较大的抚顺特钢和钢研高纳则受到原材料涨价的影响较为严重，归母净利润分别同比下滑56.36%和14.32%。从毛利率角度看四家高温合金上市公司均有不同程度的下降，抚顺特钢、钢研高纳、图南股份和隆达股份前三季度毛利率分别同比下降7.36pct、2.90pct、2.60pct、0.21pct。

3.1.3锻造设备包括液压机和辗环机，中国拥有全球最大模锻液压机

锻造所用设备主要有液压机、辗环机、锻造加热炉、热处理炉、车床、理化检测设备。

大型模锻液压机对于现代航空工业的发展十分重要，往往成为制约一国航空工业能力的瓶颈，甚至能直接决定某个飞机型号是否可行。例如，当今世界上最大的客机A，其使用的钛合金起落架必须由俄罗斯MN模锻液压机加工，西欧尚不具备此加工能力。目前全世界可以生产超过4万吨级别以上的国家仅有中、美、法、俄四个国家。中国最大的模锻液压机为二重万航的MN模锻液压机。该设备由中国二重与中国重型院等国内科研院所联合攻关研制，年投入试生产，地上高27米、地下15米，总高42米，设备总重2.2万吨，仅单个零件超过75吨的就有68个，压机尺寸、整体质量和最大单件重量均为世界之首。三角防务的MN模锻液压机采用了清华大学的设计，液压系统和控制系统整体从美国进口。设备工作台面长4.5米、宽3.5米，压制速度可达到每秒0.01到60mm，能够满足等温锻造、热模锻锻造、普通锻造等各种锻造工艺对设备的参数要求。该模锻液压机主要用于大型运输机、新一代战斗机、民用客机各类框、梁整体化生产，也可作为航空发动机用涡轮盘、压气机盘、燃气机盘生产研制平台，适用于铝合金、钛合金、高温合金高强度合金钢等难变形材料大型构件的整体模锻成型，可以满足目前在研、在役的先进飞机、航空发动机、燃气轮机中的大型模锻件生产。等温锻造需要模具与成型件处于基本相同的温度，因此需要带有模具加热及控温装置。三角防务拥有全球最大的MN等温模锻液压机，可满足航空发动机涡轮盘等温精密模锻，以及大中型航空结构件普通模锻需求。

辗环机是加工环形锻件的先进设备，具有效率高、精度高、劳动条件好等优点。轴承环、回转支承、法兰盘、齿圈、风电法兰、航空发动机上的高温合金环件等都是辗环机可轧制的典型件。辗环机的主辊和芯辊负责对环的壁厚方向进行轧制；上锥辊和下锥辊在垂直方向对环件的高度进行轧制并随环件的增大而自动后退；两个定心辊将环件保持机器的中心线上，同时可以起校正环的圆度的作用；测量滚轮在轧制过程中始终跟踪接触在环的直径上，动态测量环的外径。

3.2中游锻造企业中航重机规模最大，三角防务毛利率最高

国内航空航天领域的锻造公司主要有中航重机、派克新材、三角防务、航宇科技和二重万航。国外比较著名的公司包括美国PCC集团下的CARLTONFORGEWORKS、英国DONCASTERS、墨西哥的FRISA。

从上市公司收入规模上看，中航重机居首位，年前三季度实现营收77.18亿元，派克新材、三角防务、航宇科技前三季度收入分别为21.12亿元、14.63亿元、9.91亿元。从归母净利润看，中航重机仍居首位，Q1~Q3实现归母净利润9.16亿元，三角防务、派克新材、航宇科技的归母净利润分别为4.69、3.51、1.34亿元。从毛利率看，三角防务毛利率最高，年前三季度毛利率为45.07%，航宇科技、中航重机、派克新材前三季度毛利率分别为33.87%、29.30%、25.91%。

3.3下游航发动力、中航沈飞、中航西飞是需求的重要牵引

锻造下游为飞机主机厂和航发主机厂，即：中航西飞、中航沈飞、中航成飞、中直股份、航发动力等。空军是战略性军种，在国家安全和军事战略全局中具有举足轻重的地位。空军主战装备是战略空间体系能力建设的可视化载体，建成世界一流空军则要求空军主战装备量、质均大幅提升。航发动力前三季度实现营业收入亿元，实现归母净利润9.68亿元，分别同比增长22.18%、23.67%。航发动力是我国主战机型发动机供应商，受益于国防现代化加速推进，现有型号快速放量，新型号不断推进，叠加后期维修市场打开，未来业绩增长确定性强。中航沈飞是我国唯一的歼击机及舰载机上市平台，前三季度实现营收亿元，归母净利润17.40亿元，分别同比增长20.58%、22.56%。我国歼击机及舰载机目前正处于补缺口时期，中航沈飞有望充分受益。另外股权激励计划有望持续提升经营管理效率，未来利润有较大释放空间。

中航西飞前三季度实现营业收入亿元，归母净利润6.57亿元，分别同比增长22.66%、8.07%。中航西飞是我国主要的大中型运输机、轰炸机、特种飞机等飞机产品的制造商，是我国最大的运输机研制生产基地，是新舟系列飞机、C大型客机、ARJ21支线飞机、AG飞机以及国外民用飞机的重要零部件供应商。十四五期间，航空装备需求放量，军机产品有望充分获益。另外，随着国产大飞机后续批量生产，民机业务有望实现快速增长。公司近期发布10年期股权激励计划，彰显未来发展信心。中直股份前三季度实现营业收入亿元，实现归母净利润0.48亿元，分别同比下滑25.23%、92.28%。中直股份是国内规模最大、产值最高、产品系列最全的直升机制造产业基地，业务涵盖直升机零部件制造，民用直升机整机、航空转包生产及客户化服务，是国内领先的直升机和通用飞机系统集成和整机产品供应商。短期因产品结构调整业绩承压。从长远看，我国航空装备需求放量逻辑不变，中直股份作为我国军用直升机核心供应商，未来有望充分获益。洪都航空前三季度实现营业收入27亿元，实现归母净利润0.16亿元，分别同比下滑36.40%、76.60%。公司业绩下滑主要和短期产品结构调整有关。洪都航空是国内主要的教练机研发生产基地，当前主要产品为CJ6初级教练机、K8基础教练机、L15高级教练机，以及防务产品。我国要“构建以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系”，随着三、四代机的加速列装，相关飞行训练任务会有明显提升，教练机业务后期有望实现稳步增长。另外，洪都航空的防务产品需求旺盛，有望成为业绩增长的主要发力点。

4航空锻件未来10年市场规模预计超0亿

党的十九大作出新时代国防和军队建设新的“三步走”发展战略，即：到年基本实现机械化，信息化建设取得重大进展，战略能力有大的提升。同国家现代化进程相一致，全面推进军事理论现代化、军队组织形态现代化、军事人员现代化、武器装备现代化，力争到年基本实现国防和军队现代化，到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队。根据WorldAirForces，年底中国拥有军机数量为架，美国为架，中国军机数量不及美国四分之一。为实现建设世界一流军队目标，军机未来将会加速补缺口，带来航空锻件需求增加。

从战斗机结构上看，我国战机以二代机和三代机为主，而美国则淘汰了二代机，全部为三、四代机。我国要“构建以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系”，未来将加速淘汰老旧机型，三代和四代机将加速列装。

现对-年我国军用航空锻件市场规模进行测算。假设1：到年，我国三、四代战机数量达到美国现有水平，特种飞机、加油机、直升机、运输机、战斗直升机、教练机数量上也均达到美国现有水平。假设2：锻件在飞机构件和航空发动机部件的价值量占比分别取7.5%和17.5%。假设3：机体结构占飞机总价值比例约为19%，发动机占飞机总价值比例约为25%。

按美元兑人民币汇率1：7计价，-年间，我国军用航空锻件市场规模为预计为.76亿元。其中机身锻件和航发锻件市场规模分别为.44亿元、.32亿元，占比分别为24.57%和75.43%。近三年，受到新冠疫情影响，全球航空市场需求疲软。年，中国民航局克服疫情、安全、经营亏损的不利因素，实现整体运输总周转量增长7.3%、旅客周转量增长3.5%，全年旅客运输量恢复至年七成水平。年，奥密克戎病毒快速传播，中国疫情反复不断，中国民航旅客运输量又回至短期低点。

尽管受疫情冲击，中国经济依然保持了平稳的增长，年国内生产总值.4万亿元，同比增长8.1%，人均GDP1.2万美元，成为世界最大规模的中等收入群体，为未来航空市场的发展提供了稳定的经济基础。若疫情消散，国内、国际旅行政策进一步放松，我国航空市场有望得到迅速恢复。根据商飞预测，到年，中国航空市场将拥有07架客机，其中单通道喷气客机架，双通道喷气客机架，喷气支线客机架。中国航空市场将成为全球最大单一航空市场。现对-年间我国民用航空锻件市场规模进行测算。假设1：-年间将有架飞机交付中国。其中，单通道喷气客机架，双通道喷气客机架，喷气支线客机将交付架。。假设2：锻件在飞机构件和航空发动机部件的价值量占比分别取7.5%和17.5%。。假设3：机体结构占飞机总价值比例约为36%，发动机占飞机总价值比例约为22%。

按人民币汇率1：7计价，-年间，我国民用航空锻件市场规模预计达.10亿元。其中，机身锻件市场规模.15亿元，航发锻件市场规模.95亿元，两者各自的占比分别为41.22%和58.78%。将军、民机航空锻件市场叠加一起计算，-年间，我国航空锻件市场规模预计达.86亿元，年均.29亿元。其中，机身锻件年均.96亿元，航发锻件年均.33亿元。

5国内主要锻件产品供应商

5.1中航重机：锻造行业龙头，剥离低效资产、轻装上阵

5.1.1主营锻造及液压环控业务，盈利能力快速提升

中航重机前身为贵州力源液压股份有限公司，于年成立并于上交所上市，经过多次资产重组后最终业务聚焦于锻造和液压环控两大业务。中航重机无实际控股人，贵州金江航空液压有限责任公司直接持有中航重机21.81%的股权。中航重机主要产品分为两类，一类是锻造业务，另一类是液压环控业务。年，中航重机总营业收入87.90亿元，其中锻造业务收入占比74.91%，液压环控业务收入占比为23.30%。中航重机锻造业务下属三大子公司，分别为贵州安大、陕西宏远、江西景航。子公司贵州安大主要生产发动机环形锻件，还有一定量模锻件，用于航空发动机、燃气轮机、大型机械产品，年营收18.01亿元。子公司陕西宏远主要生产航空模锻件，还有一定量环形锻件，主要用于飞机机身、航空发动机，年营业收入20.09亿元。江西景航

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