（报告出品方/作者：光大证券，王威、刘宇辰）

1、锻造是一种应用广泛的金属加工方法

1.1、锻造的定义及分类

1.1.1、锻造的定义

锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件（或毛坯）并改善其组织和性能的加工方法。金属材料经过锻造加工后，形状、尺寸稳定性好，组织均匀，纤维组织合理，具有最佳的综合力学性能。机械装备中的主承力结构或次承力结构件一般都是由锻件制成的，锻件广泛地应用于国民经济和国防工业的各个领域。锻造的主要原材料为金属棒料、铸锭等。这些原材料在其冶炼、浇注和结晶过程中，不可避免地会产生气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，因而，铸造工艺很难制造出能胜任需要承受冲击或交变应力的工作环境的零部件（例如传动主轴、齿圈、连杆、轨道轮等）。但是，金属棒料或铸锭在经过锻造加工后，其组织、性能均能得到有效的改善和提高。同时，由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高锻件的力学性能。此外，在零件设计时，若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，还可以提高锻件的抗冲击性能。因此，锻造实质是利用金属的塑性变形使金属毛坯改变形状和性能而成为合格锻件的加工过程，其根本目的是利用外加载荷（冲击载荷或静载荷）通过锻压设备或模具使金属毛坯产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，同时使锻件机械性能和内部组织符合一定的技术要求。

1.1.2、锻造工艺分类

根据锻件的尺寸和形状、采用的工装模具结构和锻造设备的不同，锻造主要可分为自由锻、模锻、辗环。

（1）自由锻

自由锻是指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧之间直接对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。自由锻以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，以获得合格锻件。

（2）模锻

模锻是指金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。

（3）辗环

辗环，又称为环形轧制，是借助辗环机使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。辗压扩孔时的应力应变和变形流动情况与芯轴扩孔相同，其特点是：工具是旋转的，变形是连续的，辗压扩孔时一般压下量较小，故具有表面变形的特征。辗环是连续局部塑性成型工艺，是轧制技术和机械制造技术的交叉与结合，与传统的自由锻工艺、模锻工艺等相比，辗环可大幅度降低设备吨位和投资，具有振动冲击小、节能节材、生产效率高、生产成本低等显著优点，属于无缝环件的先进加工技术，在航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等诸多工业领域日益得到广泛应用。

1.2、锻造产品广泛应用于多个制造业领域

锻造行业上游主要为各类金属材料冶炼企业，如碳钢、不锈钢、合金钢、高温合金、钛合金、铝合金等，上游原材料的供应能力和技术水平直接影响锻造行业的发展水平。原材料成本占锻造企业主营业务成本的比重较高，因此原材料价格的波动对产品价格具有较大的影响。

锻件产品作为装备制造业所必需的关键基础部件，其下游主要为航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等行业的成套设备制造商，最终应用于国民经济和国防工业的各相关行业。下游行业对锻件产品精度、性能、寿命、可靠性等各项技术指标的要求主导了锻造行业的技术走向，同时下游行业的景气度也直接决定了锻造行业的需求状况和市场容量。此外，在航空、航天、船舶、电力、石化等高端装备制造领域，国家政策导向和国家投入规模也对市场需求有着重大影响，锻造行业的市场发展前景与下游应用行业发展以及国家投入紧密相关。

1.2.1、航空

航空锻件产品主要用于飞机机体结构及航空发动机部分结构。飞机机体结构方面，锻件主要应用包括①大型飞机、战斗机机身结构件；②起落架系统结构件；③直升机结构件等。大型飞机、战斗机机身结构件包括飞机机体的框、梁类结构件，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。主要涉及的材料有钛合金、超高强度钢、铝合金等。起落架系统包括飞机的主起落架系统和前起落架系统。公司生产的起落架系统结构件主要包括外筒、活塞杆锻件，扭力臂、斜支撑、支架、后支架等锻件。主要涉及的材料为超高强度钢、钛合金和铝合金等。直升机结构件主要包括传动箱系统锻件、浆毂系统锻件、机身结构件锻件、起落架锻件和武器吊挂系统锻件。主要有传动箱传动卡盘锻件、浆毂中央件、浆毂连接件、浆毂轴、传动卡盘、吊挂架、起落架外筒和活塞杆锻件等。主要涉及的材料有钛合金、超高强度钢和铝合金等。

航空发动机方面，根据GE航空等航空发动机制造商的划分方式，锻件主要应用在环形锻件（ring）和机匣（casing）等结构。机匣是航空发动机的重要零部件之一，它是发动机的基座和主要承力部件，其外形结构复杂，不同的发动机、发动机的不同部位，其机匣形状各不相同，机匣的功能决定了机匣的形状，基本特征为圆筒形或圆锥形的壳体和支板组成的部件。相比机匣，环形锻件在航空发动机上的产品种类、数量较多。

1.2.2、航天

航天装备包括宇航（运载火箭、卫星、飞船、空间站、空间飞行器）、导弹等方向。宇航方面，锻件产品可应用在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。导弹方面，锻件产品可应用在导弹发动机机匣、导弹外壳、环形连接件、装载环等。

1.2.3、其他领域

锻件产品还广泛应用于舰船、电力设备、石化设备、兵器工业、工程机械、冶金机械、造纸机械、高铁装备以及其他通用机械等多个行业。如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。在电力设备行业，锻件产品主要应用于火电用汽轮机和燃气轮机、核电构件以及风力发电机等设备。锻件产品在石化设备行业主要用于各类石化设备配套用的法兰、管板等。随着我国国民经济结构的调整、供给侧改革的深化、国防建设的持续投入，从长期来看，锻件产品下游行业仍将保持持续发展。

1.3、我国锻造能力稳步提升，与世界领先水平仍存差距

从全球锻造行业来看，德国、美国、俄罗斯、日本、英国等发达国家，在原材料、装备水平、锻造技术和工艺等方面均处于世界领先地位，依托高端的生产设备及先进的加工工艺，能够生产出大尺寸、高精度、高性能的产品，长期占据着全球主要的高端应用市场。近年来随着中国、印度等发展中国家经济的发展，锻造装备水平有了很大提高，锻造能力稳步提升，在某些产品领域形成与发达国家竞争的市场格局，但我国锻造行业在原材料、热处理工艺、锻造工艺等方面与发达国家仍存在一定差距，制约了我国锻造行业的进一步发展。从国内市场看，我国锻造企业数量众多，竞争比较激烈，大部分锻造企业主要从事普通碳钢、合金钢、不锈钢材料等锻件的生产，对高温合金、钛合金、铝合金、镁合金等特种合金材料的加工能力整体不足、产品技术含量及附加值相对较低、工艺水平相对落后。随着国民经济的发展以及国家对高端装备制造业和重要基础零部件行业的大力支持，国内锻造行业也在逐步朝“专、精、特、新”的方向发展。随着我国重大装备制造业的发展，国内也出现了一批在特定锻件领域具备较强的技术优势的企业，其生产的高端锻件已逐步开始替代进口，并具备了参与国际竞争的能力。（报告来源：未来智库）

1.4、近年我国锻造行业市场规模整体保持增长趋势

作为装备制造业的基础与支柱，在国家政策支持和市场发展的推动下，我国锻造行业规模已稳居全球第一。与此同时，随着行业内优秀企业的不断突破和创新，我国锻造技术特别是高端锻造技术近几年亦有亮眼表现。近年来，锻造行业在国家一系列鼓励政策的引导下，坚持国外引进与自主创新相结合的研发道路，形成了一批具有自主知识产权的高端锻件产品。锻造行业整体技术水平的稳步提升，有力地推动我国锻造产业向高端化方向发展。根据中国锻压协会数据：年中国锻造行业总产量为.2万吨，较年的.4万吨同比增长12.58%，-年CAGR为5.08%。

国家统计局数据显示，年我国锻造行业产值为.45亿元，比年的.4亿元增长了42.05亿元。年以来，锻造行业产值累计增长.08亿元，-年CAGR为5.02%。

2、航空航天产业驱动高端锻造业务发展

近年来，随着国内航空航天产业的发展，在零部件中得到广泛应用的高端锻造产品的市场需求迎来了较好的提升。

2.1、航空工业应用及需求情况

航空工业是国家战略性高新技术产业，是国防空中力量和航空交通运输的物质基础。大力发展航空工业，是满足国防战略需要和民航运输需求的根本保证，是引领科技进步、带动产业升级、提升综合国力的重要手段。作为航空工业的典型代表，飞机被称为“工业之花”和“技术发展的火车头”，其产业链长、覆盖面广，在保持国家经济活力、提高公众生活质量和国家安全水平、带动相关行业发展等方面起着至关重要的作用。按照主要用途划分，飞机主要分为军用飞机和民用飞机两大类。

2.1.1、军用航空发展现状与需求分析

我国空军的发展先后经历了“国土防空”、“攻防兼备”、“战略空军”三个阶段，目前我国空军已进入大力发展“战略空军”阶段。同时，随着我国航母事业的快速发展，我国未来将形成一定规模的海军舰载机队。截至目前，我国各种在产、在研飞机型号有十几种，这将形成对军用航空装备的巨大需求。但同时也应看到我国空军整体力量尚显不足，与美国等军事大国仍存在较大差距。从存量来看，我国空军整体力量尚显不足。根据飞行国际《WorldAirForces》报告，截至年末我国陆海空各军种的军机数量总计架，排名世界第三，占世界军机数量比重为6%，而美国拥有军机架，数量上远远超过俄、中、印、日、韩、法等其他国家。另外，在细分类别军机数量上，美国也全面领先我国，差距明显。当前国际局势晦暗不明，为保证我国国防安全，我国军机未来增长空间较大。

从不同代际机型结构来看，我国战斗机与美国存在明显的代际差距。截至年末以F-15、F-16、F-18为代表的四代机已占美国空军战斗机数量的77%，以F-22、F-35为代表的五代机占比也达到了19%；而我国以歼-10、歼-11、歼-15、歼-16为代表的四代机占比为44%，以歼-20为代表的五代机尚未大量列装，技术方面不再先进的二代机、三代机仍占有超过55%的较大比例。因此我国未来战斗机存在较高的升级换代需求。

总体来看，我国空军目前正在向“战略空军”转型，远程奔袭、大区域巡逻、防区外攻击能力仍然有限，四代以上战斗机和大型运输机需求旺盛，而随着航母的发展，海军也对舰载机有较高的需求量。当前我国军用飞机正处于更新换代的关键时期，为应对日益错综复杂的国际形势，我国需要保持强大的空中力量，预计现有四代以下老旧机型将逐步退役，歼-10、歼-16等四代机将成为空中装备主力，歼-20也将有一定规模列装，运输机、加油机、特殊任务飞机等也将有较大幅度的数量增长。

2.1.2、民用航空发展现状与需求分析

民用航空分为商业航空和通用航空两部分。其中，商业航空又称运输航空，是指使用航空器进行经营性的客货运输航空活动，与铁路、公路、水路和管道运输共同组成国家交通运输系统，是目前民用航空的主流。

1）全球商业航空市场概况

从上世纪80年代开始，全球航空行业景气度持续上升，航空客运量持续走高，各国对飞机的需求量保持持续增长。根据波音公司发布的《COMMERCIALMARKETOUTLOOK》预测，-年，全球航空运输需求（收入客公里RPK口径）年复合增长率为4.0%；航空机队规模（飞机数量口径）年复合增长率为3.1%。-年，商业航空飞机需求预计新增架。亚太地区有望成为全球最大的航空市场。

2）我国商业航空市场概况

民航运力的快速增长需求、航线网络的进一步完善和优化催生了我国民航运输飞机的大量需求。年，我国民航完成运输总周转量.75亿吨公里，同比增长7.3%；旅客周转量.68亿人公里，同比增长3.5%；货邮周转量.16亿吨公里，同比增长15.8%。年底，我国境内运输机场（不含香港、澳门和中国台湾地区）个。随着国内航空租赁公司、低成本航空公司等新兴商业模式的不断成熟，以及消费者消费方式的持续演进，中国将引领世界航空市场发展。近年来，我国商业航空飞机数量稳步提升。根据《COMMERCIALMARKETOUTLOOK》，到年中国机队规模将达到架；-年，中国航空市场将接收商业飞机架。

在民用飞机制造方面，经过一百多年的发展，全球航空制造资源向少数企业集中，并逐步形成了寡头垄断局面，波音和空客基本垄断了全球干线飞机市场，而巴航工业和庞巴迪则在支线飞机市场占有较大份额，其他航空制造企业主要为以上企业提供零部件转包和分包服务。而根据国际贸易补偿约定，我国干线飞机和支线飞机需求的快速增加将有利于国内零部件企业从国际航空企业获得更多的转包和分包订单。另外，在民用飞机需求增长加速的背景下，我国自主飞机谱系建设初具雏形。目前，我国已成功研制和生产的支线飞机包括新舟系列和ARJ21（已正式投入航线运营）。国产干线飞机C目前已有数架处于试飞取证阶段。

2.1.3、飞机机身结构件发展概述

一百多年来，飞机设计和制造能力取得了巨大的进步，尤其是两次世界大战及冷战阶段军备竞赛对航空工业的发展起到了极大的促进作用，推动了大量关键技术的开发及应用。飞机选材、用材的思想和原则主要受到飞机整体设计思想演变的影响。早期的飞机设计仅考虑到飞机的静强度要求，在设计中引入安全系数，使用载荷乘以该安全系数后作为设计载荷，所设计构件的工作应力应低于构件选材的许用应力，即在设计载荷下不发生结构破坏，在使用载荷下不产生永久变形。这种静强度设计思想要求结构材料要具有高强度和高模量指标。随着飞机低空高速飞行的要求越来越高，飞机结构在保证静强度的同时必须由足够的刚度，以克服大表速引起的静、动气动弹性问题。年英国“彗星”号飞机空中解体事故引起了飞机设计思想的革命性转变，设计界改变了单纯追求材料强度的倾向，开始重视材料的疲劳性能，强调材料的韧性和抗应力腐蚀性能。铝合金和高强度钢可以满足机体结构的静强度与刚度要求，但在韧性和抗应力腐蚀方面，钛合金是更好的选择。

钛合金的使用是近二十年来飞机设计与制造行业内的新趋势，这一革命性变化与历史上航空业涌现出的历次技术革新一样，均以军事需要为牵引研发应用新技术、新材料，在成熟并达到一定经济性后再运用于民用领域。选用钛合金作为飞机结构件的优势有如下四点：①结构减重。减重效果直接决定飞机综合成本的高低。钛合金比同等强度的钢的密度低40%，用钛合金代替钢和镍基合金甚至高强度钢时，能够大量减重。②突破体积限制。当结构载荷比较高、采用铝合金又受到结构空间限制时，强度较高的钛合金成为较理想的材料。波音飞机上采用非常大的钛合金锻件以降低结构体积，例如波音和的起落架、框、梁。③耐高温。较高的工作温度也是钛合金的一大优势。传统铝合金仅能适用于～℃，在高温区域，采用钛合金更适宜，可以提高结构效率。钢和镍基合金也可以选用，但是这两种材料密度都比钛合金大。④耐腐蚀。钛合金具有优良的耐腐蚀性，使其在腐蚀严重区域得以大量应用。实际上钛合金在民用飞机运营环境中，几乎不会发生腐蚀现象。在易腐蚀区域，如位于厨房和盥洗室下的地板支持结构，钛合金可取代铝合金用于连接座椅和地板。早期制约钛合金运用的主要因素在于冶炼成本及加工成本长期居高不下，以当今世界上最为先进的战斗机美国空军装备的F22为例，其钛合金使用比例高达41%，单机造价年时1.5亿美元，以至于美军不得不将装备数量由计划架删减至架。随着冶炼及锻造技术的进步，钛合金使用范围逐渐扩大，现已成为飞机设计与制造界的主流材料。

2.1.4、航空发动机制造业发展现状与未来趋势

1）国内航空发动机市场需求情况

当前，我国航空产业发展受到高度重视和广泛

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