鈦合金行業(yè)深度報(bào)告

鈦合金行業(yè)深度報(bào)告一、概況：鈦材性能比較優(yōu)勢(shì)突出，戰(zhàn)略金屬材料之一（一）基礎(chǔ)：性能比較優(yōu)勢(shì)明顯，下游廣泛應(yīng)用于高端裝備領(lǐng)域金屬鈦及鈦材較其他金屬材料具有一系列比較優(yōu)勢(shì)，是國(guó)家重要戰(zhàn)略金屬材料之一。鈦呈銀白色，熔點(diǎn)高達(dá)1668℃，屬于難熔稀有輕金屬。鈦具有密度小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強(qiáng)、生物相容性好等特點(diǎn)，在航空航天等高端領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)優(yōu)于其他合金。具體來看，相同拉伸和疲勞強(qiáng)度下，鈦合金能降低航空設(shè)備重量，可替代鋼等；鈦合金能夠在相對(duì)高溫的環(huán)境下使用，可替代鋁合金等；鈦合金化學(xué)性能穩(wěn)定，具備良好的耐蝕性能，可替代鋁合金部件等；鈦合金與聚合物基復(fù)合材料有良好的匹配性。金屬鈦及其制品以其優(yōu)越性能被廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、兵器、生物醫(yī)療、化工冶金、海洋工程、體育休閑等領(lǐng)域。鈦合金是以鈦為基加入適量其他元素，調(diào)整基體相組成和綜合物理化學(xué)性能而形成的合金。據(jù)西部超導(dǎo)招股書，金屬鈦被譽(yù)為“太空金屬”、“海洋金屬”、“現(xiàn)代金屬”及“戰(zhàn)略金屬”。鈦及鈦合金對(duì)一個(gè)國(guó)家的國(guó)防、經(jīng)濟(jì)及科技的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義，鈦工業(yè)發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。（二）應(yīng)用：航空高端裝備升級(jí)及民航發(fā)展有望拉動(dòng)高端鈦合金需求以美國(guó)為例，美國(guó)三軍裝備升級(jí)，先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)空間較為廣闊。F-35戰(zhàn)斗機(jī)是美國(guó)研制的低成本、新一代多用途戰(zhàn)術(shù)攻擊機(jī)，使用的動(dòng)力裝置是F135推進(jìn)系統(tǒng)。從開始研制，F(xiàn)135推進(jìn)系統(tǒng)就選定了F119改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)作為主推進(jìn)系統(tǒng)，發(fā)展常規(guī)起落型F135-PW-100推進(jìn)系統(tǒng)和艦載短距起落型F135-PW-600推進(jìn)系統(tǒng)這兩種型別的常規(guī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。采用通用主推進(jìn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，提高經(jīng)濟(jì)可承受性。投入使用后，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)將替代AV-8B

“鷂”式、A-10、F-16、F-15、F/A18E/F、英國(guó)“鷂”式GR-7和“海鷂”戰(zhàn)斗機(jī)。根據(jù)2020年CRSREPORT發(fā)布的F35JointStrikeFighter(JSF)Program，美國(guó)國(guó)防部共計(jì)劃購買2456架F-35，截至2019年12月，估計(jì)總采購成本約為3978億美元。未來美軍對(duì)F-35采購數(shù)量持續(xù)上升。美國(guó)政府2020財(cái)年國(guó)防撥款法案最終的綜合預(yù)算法案為采購98架F-35戰(zhàn)斗機(jī)，含62架F-35A，16架F-35B，20架F-35C，其中也包括14億美元的預(yù)先采購。美國(guó)政府2021財(cái)年國(guó)防預(yù)算為F-35項(xiàng)目提供114億美元的采購資金。飛機(jī)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展推動(dòng)上游鈦合金材料等高端材料向高性能方向發(fā)展。隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)由靜強(qiáng)度（指結(jié)構(gòu)在常溫條件下承受載荷的能力）發(fā)展到耐久性/損傷容限型設(shè)計(jì)等，鈦合金材料也從追求單一高性能到追求綜合高性能方向發(fā)展，以滿足飛機(jī)的長(zhǎng)壽命與高減重的設(shè)計(jì)需求。新一代飛機(jī)和高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)材料提出更苛刻的綜合高性能要求，如基本要求強(qiáng)韌性匹配和強(qiáng)塑性匹配，在使用性能方面要求高疲勞性能與損傷容限性能匹配、疲勞性能與蠕變-持久性能匹配。例如據(jù)西部超導(dǎo)招股書，“2005年以來隨著中國(guó)新型戰(zhàn)機(jī)計(jì)劃啟動(dòng)，更高的戰(zhàn)機(jī)性能對(duì)航空用結(jié)構(gòu)鈦合金提出了苛刻要求，當(dāng)時(shí)此類鈦合金尚屬于國(guó)內(nèi)空白產(chǎn)品?！被阝伜辖鸬膬?yōu)越性能，飛機(jī)升級(jí)換代過程中鈦合金用量不斷提升。減輕飛機(jī)重量、增加運(yùn)載能力、降低油耗是航空公司選擇飛機(jī)的重要依據(jù)，提高鈦材用量對(duì)于未來民用客機(jī)的開發(fā)具有重要意義。從兩大國(guó)際飛機(jī)制造商的數(shù)據(jù)來看，波音和空客主要機(jī)型的用鈦量逐步提高。（三）趨勢(shì)：長(zhǎng)期，國(guó)內(nèi)鈦材高端應(yīng)用場(chǎng)景及潛在市場(chǎng)空間或逐步拓展國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域鈦材消費(fèi)占比顯著低于全球水平，鈦材消費(fèi)有高端化趨勢(shì)。據(jù)

2020年中國(guó)鈦工業(yè)發(fā)展報(bào)告（賈翃等，2020），全球航空鈦合金消費(fèi)量占整體消費(fèi)量的46%，而國(guó)內(nèi)航空航天鈦合金消費(fèi)量?jī)H占整體消費(fèi)量的18%。國(guó)內(nèi)鈦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)步入由低端向高端發(fā)展的時(shí)期，鈦行業(yè)經(jīng)過幾年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加工設(shè)備已逐步實(shí)現(xiàn)專業(yè)化，鈦合金材料逐步向高端航空、航天、船艦、醫(yī)療、兵器等領(lǐng)域邁進(jìn)。防務(wù)端，國(guó)內(nèi)航空高端裝備領(lǐng)域較高景氣度疊加飛機(jī)鈦合金用量提升，有望共同推動(dòng)國(guó)內(nèi)鈦材消費(fèi)向高端應(yīng)用領(lǐng)域拓展。飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)是鈦材的重要應(yīng)用領(lǐng)域，相比國(guó)外先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)鈦材用量占比情況，國(guó)內(nèi)飛機(jī)先進(jìn)材料使用量占比仍有較大提升空間。近五年國(guó)內(nèi)航空航天鈦材銷量CAGR約為20%，我們預(yù)計(jì)，中長(zhǎng)期看，隨裝備信息化升級(jí)換代需求及高端裝備中鈦材等高性能材料用量占比上升，鈦材的用量及價(jià)值量空間有望逐步被打開。國(guó)內(nèi)商業(yè)航空市場(chǎng)景氣度有望伴隨國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)供給能力的改善而提升，其中關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化需求或拉動(dòng)國(guó)內(nèi)高端鈦材市場(chǎng)發(fā)展。中國(guó)東航2022年5月10日公告2022年度非公開發(fā)行A股預(yù)案，擬募集金額不超過150億元，擬引進(jìn)的38架飛機(jī)項(xiàng)目中引進(jìn)C919、ARJ21分別為4架、24架，目錄總價(jià)為13.08億美元，或反映國(guó)產(chǎn)民航飛機(jī)市場(chǎng)后續(xù)成長(zhǎng)空間仍較為廣闊。據(jù)關(guān)于西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿）：2006年2月9日，國(guó)務(wù)院發(fā)布國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020），將“大型飛機(jī)”作為16個(gè)重大專項(xiàng)之一；2008年5月11日，中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在上海成立，作為實(shí)施國(guó)家大型飛機(jī)重大專項(xiàng)中大型客機(jī)項(xiàng)目的主體，目前主要承擔(dān)中國(guó)大型客機(jī)C919和新支線飛機(jī)ARJ21的研制工作；根據(jù)預(yù)測(cè)，2025年C919將占據(jù)全球商飛1/5的份額，即大約2,000架的需求，對(duì)應(yīng)7,840噸的機(jī)身鈦含量，假設(shè)損耗率為80%，C919將帶來約4萬噸的鈦合金需求（不含發(fā)動(dòng)機(jī)）。二、市場(chǎng)空間：航空航天鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)空間測(cè)算2020年中國(guó)航空航天鈦材測(cè)算市場(chǎng)空間大約為60~86億元。據(jù)關(guān)于西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿），根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鈦鋯鉿分會(huì)發(fā)布的2011年~2020年中國(guó)鈦工業(yè)發(fā)展報(bào)告，2020年中國(guó)國(guó)內(nèi)鈦材銷量約為84489噸，其中航空航天鈦材銷量占比20.39%，約為17228噸。西部超導(dǎo)此次定增預(yù)計(jì)新增鈦合金產(chǎn)能5050噸，其中鈦合金（大規(guī)格）單價(jià)約為35萬/噸，鈦合金（小規(guī)格）約為50萬/噸?？紤]西部超導(dǎo)鈦材聚焦于航空航天等高端裝備領(lǐng)域，基于該數(shù)據(jù)測(cè)算，2020年中國(guó)航空航天鈦材市場(chǎng)規(guī)模約為60~86億元附近。預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)航空航天鈦材市場(chǎng)規(guī)模大約為150~214億元。據(jù)關(guān)于西部超導(dǎo)

材料科技股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿），“考慮到國(guó)內(nèi)目前航空航天用鈦材占比遠(yuǎn)低于全球范圍內(nèi)航空航天用鈦材占鈦材總需求的50%的比例，謹(jǐn)慎假設(shè)未來10年的復(fù)合增長(zhǎng)率保持20%不變”，基于該假設(shè)，并結(jié)合上文公司公告的鈦合金單價(jià)計(jì)算，預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)航空航天鈦材市場(chǎng)規(guī)模大約為150~214億元。2020年中國(guó)航空航天鈦合金鍛件測(cè)算市場(chǎng)空間約為157~224億元。鈦材為航空航天裝備產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)，中游環(huán)節(jié)一般是鍛造、鑄造企業(yè)。以鍛造環(huán)節(jié)為例，當(dāng)前國(guó)內(nèi)航空鍛件生產(chǎn)單位包括中航重機(jī)、德陽萬航、三角防務(wù)、派克新材、航宇科技等。我們測(cè)算國(guó)內(nèi)航空航天鈦合金鍛件市場(chǎng)空間的思路及測(cè)算依據(jù)如下：

1.中航重機(jī)（2015-2021年）、三角防務(wù)（2016-2020年）、派克新材（2016-2021年）、航宇科技（2017-2021年）的直接材料占營(yíng)業(yè)成本比重在70%~80%左右。2.以三角防務(wù)為例，其毛利率較為穩(wěn)定，2017~2021年平均毛利率約為45%。3.據(jù)西部超導(dǎo)2021年10月公告關(guān)于西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票申請(qǐng)文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿），2018/2019/2020年報(bào)告期內(nèi)西部超導(dǎo)銷售至西安三角防務(wù)股份有限公司的不含稅銷售額，分別排在3/2/2位。據(jù)西部超導(dǎo)招股書，2016/2017/2018年報(bào)告期內(nèi)三角防務(wù)分別為公司第3/3/2大客戶，銷售金額占比分別為10.45%/15.95%/9.79%。4.據(jù)三角防務(wù)2022年8月公告西安三角防務(wù)股份有限公司向特定對(duì)象發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市募集說明書(申報(bào)稿)，公司采購的原材料主要為鈦合金、高溫合金、高強(qiáng)度鋼，2019/2020/2021年報(bào)告期內(nèi)主要原材料中鈦合金采購金額分別為2.93/5.23/6.48億元，占鈦合金、高溫合金、高強(qiáng)度鋼、模塊四種主要原材料合金采購金額的80%/84%/87%。綜上，基于航空航天較為集中的供應(yīng)鏈體系，我們結(jié)合2020年國(guó)內(nèi)航空航天鈦合金銷量、鍛件企業(yè)直接材料占營(yíng)業(yè)成本比重70%、三角防務(wù)鍛造毛利率45%。基于上述數(shù)據(jù)測(cè)算，2020年中國(guó)航空航天鈦合金鍛件市場(chǎng)規(guī)模大約為157~224億元附近?；谏衔奈鞑砍瑢?dǎo)預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)航空航天鈦合金銷量數(shù)據(jù)、銷售單價(jià)、直接材料占營(yíng)業(yè)成本比重、三角防務(wù)鍛造毛利率等，預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)航空航天鍛造市場(chǎng)規(guī)模大約為390~557億元。2020年中國(guó)航空航天鈦合金機(jī)加測(cè)算市場(chǎng)規(guī)模大約為219~313億元（指機(jī)加成品件價(jià)值）。據(jù)愛樂達(dá)2017年招股書，“據(jù)公司估算，公司所加工的飛機(jī)零部件中，鋁合金產(chǎn)品加工費(fèi)與材料價(jià)值之比通常在1:1左右，鈦合金及不銹鋼產(chǎn)品加工費(fèi)與材料價(jià)值之比通常在1:2.5左右?！庇捎跈C(jī)加上游主要為鍛件及鑄件，基于上述測(cè)算的航空航天鈦合金鍛件市場(chǎng)規(guī)模，2020年中國(guó)航空航天鈦合金機(jī)加市場(chǎng)規(guī)模大約為219~313億元。基于上文西部超導(dǎo)預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)航空航天鈦合金銷量數(shù)據(jù)、銷售單價(jià)、直接材料占營(yíng)業(yè)成本比重、三角防務(wù)鍛造毛利率及愛樂達(dá)加工費(fèi)與材料價(jià)值之比等，預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)航空航天鈦合金機(jī)加市場(chǎng)規(guī)模大約為546~779億元（指機(jī)加成品件價(jià)值）。三、產(chǎn)業(yè)鏈：鈦材、結(jié)構(gòu)件、機(jī)械加工等壁壘各有差異（一）國(guó)內(nèi)航空航天鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈主要呈現(xiàn)兩頭集中、中間略分散格局鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)兩頭集中、中間略分散的格局。產(chǎn)業(yè)鏈最上游為海綿鈦供應(yīng)商，占據(jù)自然資源區(qū)位優(yōu)勢(shì)，呈現(xiàn)一定的自然壟斷。中上游鈦合金行業(yè)工藝壁壘較高，材料企業(yè)成為合格供應(yīng)商需耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，疊加較高的產(chǎn)能及成本控制能力要求，目前國(guó)內(nèi)主要企業(yè)已形成先發(fā)優(yōu)勢(shì)。中游鍛鑄件行業(yè)尤其以大型模鍛件廠商為例，對(duì)大型設(shè)備的投入要求高，疊加中游工藝熱處理環(huán)節(jié)的不可測(cè)性等技術(shù)壁壘，已具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)可通過提升產(chǎn)能利用率達(dá)到規(guī)模效用，盈利能力彈性空間較大。中下游機(jī)加環(huán)節(jié)因結(jié)構(gòu)件種類繁多、工藝需求不同，擴(kuò)大生產(chǎn)須擴(kuò)大人員規(guī)模及設(shè)備投入，規(guī)模效應(yīng)相對(duì)有限。（二）鈦材壁壘：工藝為稟賦，成本控制、產(chǎn)能拓展能力影響盈利規(guī)模鈦材產(chǎn)品按其形態(tài)可以分為棒材、板材、絲材、管材、鍛件、鑄件等細(xì)分類別，基于不同形態(tài)產(chǎn)品的性能，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。其中，棒材強(qiáng)度高且抗蝕性好，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域；板材耐蝕性優(yōu)異；絲材熱性能良好、無毒性、無磁性；管材質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能極好；上述不同形態(tài)鈦材在航空航天等領(lǐng)域等均有應(yīng)用。中上游鈦材制備決定鈦產(chǎn)品質(zhì)量，下游需求升級(jí)驅(qū)動(dòng)材料創(chuàng)新，工藝積累水平筑壁壘。從產(chǎn)品形態(tài)看，到下游應(yīng)用市場(chǎng)前，鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈有三大核心環(huán)節(jié)，提取海綿鈦、鈦錠熔鑄、鈦材加工，其中前兩個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)原材料的處理和加工工藝繁復(fù)。生產(chǎn)鈦材的主要原材料為海綿鈦，海綿鈦是鈦礦石中經(jīng)過了提純、加工后的海綿狀的純鈦，海綿鈦經(jīng)過熔鑄得到鈦錠或鈦合金錠，產(chǎn)品成材率需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的工藝積累不斷提高，海綿鈦和鈦材質(zhì)量直接決定鈦產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，隨下游飛機(jī)等高端應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)方法升級(jí)，對(duì)鈦合金材料的性能要求逐步提升。例如，參考航空工業(yè)出版社

新型航空高性能鈦合金材料技術(shù)研究與發(fā)展，隨著新一代飛機(jī)采用損傷容限設(shè)計(jì)，提純鈦合金應(yīng)進(jìn)一步滿足飛機(jī)長(zhǎng)壽命、高減重的使用需求。中上游企業(yè)成本結(jié)構(gòu)中原材料占比較高，高端裝備領(lǐng)域下游客戶價(jià)格穩(wěn)定性較高，成本控制能力或影響鈦材環(huán)節(jié)的盈利彈性。鈦材屬于原材料配套層級(jí)，不需要軍方審價(jià)，但下游鍛件軍品價(jià)格穩(wěn)定高，上游鈦材供應(yīng)商更多承擔(dān)原材料向上波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)西部超導(dǎo)招股書：“公司下游航空鍛件廠的產(chǎn)品定價(jià)是根據(jù)軍品價(jià)格管理辦法等規(guī)定進(jìn)行審價(jià)確定，在此基礎(chǔ)上公司與其協(xié)商確定產(chǎn)品定價(jià)，因此價(jià)格一旦確定后，除非發(fā)生原材料價(jià)格大幅上漲等特殊事項(xiàng)，價(jià)格不會(huì)調(diào)整?！扁伈膹S商通過多種途徑不斷提升盈利彈性空間，例如西部超導(dǎo)則通過高端裝備配套產(chǎn)品占比較高的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局，維持較高的毛利率水平。同時(shí)，據(jù)鈦合金材料低成本化制備技術(shù)進(jìn)展與展望（中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2021.11），低成本熔煉技術(shù)主要包括熔煉時(shí)鈦及鈦合金殘料添加和一次熔煉技術(shù)。寶鈦股份通過控股寶鈦華神保障原料供應(yīng)，平抑原材料價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)西部材料2020年非公開發(fā)行預(yù)案，子公司西部鈦業(yè)，在2020年高性能鈦材技改項(xiàng)目中，新增國(guó)外先進(jìn)的EB爐和VAR爐等設(shè)備，通過“EB爐一次熔煉成錠，扁錠直接軋制”的短流程工藝，有望實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)周期縮短一半，生產(chǎn)成本顯著下降；此外，本次募投項(xiàng)目通過把先進(jìn)的EB爐和現(xiàn)代化的殘鈦回收生產(chǎn)線有效結(jié)合起來，形成每年回收殘鈦2,000噸的能力，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。鈦材繁雜且多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)鏈，對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、各種類產(chǎn)品的設(shè)備水平及產(chǎn)能拓展能力提出較高的要求，或?yàn)橛?guī)模的重要決定因素之一。據(jù)西部超導(dǎo)招股書，以大棒材和鍛坯的生產(chǎn)流程為例，需要在西部超導(dǎo)內(nèi)部經(jīng)過熔鑄廠（鑄錠熔煉）和自由鍛造廠（大棒材和鍛坯生產(chǎn)）兩個(gè)制造廠的加工，并在單個(gè)廠內(nèi)需要多個(gè)環(huán)節(jié)的加工流程，如在熔鑄廠需要經(jīng)過混料、壓制電機(jī)、焊電極、三次熔煉等工藝，而絕大多數(shù)環(huán)節(jié)需配套不同生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)瓶頸將會(huì)影響最終產(chǎn)值的釋放與擴(kuò)大。因此，鈦材廠商的設(shè)備水平及產(chǎn)能拓展能力提出較高的要求，或?yàn)橛?guī)模的重要決定因素之一。（三）鍛造壁壘：設(shè)備投入為先發(fā)壁壘，材料制造熱工藝的積累為核心鍛造與鑄造同屬當(dāng)前主流的金屬成型工藝之一。據(jù)派克新材招股書，鍛造是在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀的零件（或毛坯）并改善其組織和性能的加工方法。金屬材料經(jīng)過鍛造加工后，形狀、尺寸穩(wěn)定性好，組織均勻，纖維組織合理，具有最佳的綜合力學(xué)性能。機(jī)械裝備中的主承力結(jié)構(gòu)或次承力結(jié)構(gòu)件一般都是由鍛件制成的，鍛件廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。鍛造實(shí)質(zhì)是利用金屬的塑性變形使金屬毛坯改變形狀和性能而成為合格鍛件的加工過程，其根本目的是利用外加載荷（沖擊載荷或靜載荷）通過鍛壓設(shè)備或模具使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件，同時(shí)使鍛件機(jī)械性能和內(nèi)部組織符合一定的技術(shù)要求。中游鍛造環(huán)節(jié)研發(fā)費(fèi)用前置及技術(shù)可拓展性帶來的強(qiáng)范圍經(jīng)濟(jì)。相比于下游機(jī)加和終端的整機(jī)廠環(huán)節(jié)，中游鍛造環(huán)節(jié)的一個(gè)顯著特征/優(yōu)勢(shì)在于其范圍經(jīng)濟(jì)性，以及研發(fā)費(fèi)用的前置性特征突出，并最終反映為邊際利潤(rùn)的增加。范圍經(jīng)濟(jì)不同于規(guī)模經(jīng)濟(jì)，前者指的是當(dāng)同時(shí)生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的費(fèi)用低于分別生產(chǎn)每種產(chǎn)品所需的成本的總和時(shí)，所存在的狀況被稱為范圍經(jīng)濟(jì)。此處，若將產(chǎn)品從研發(fā)環(huán)節(jié)到制造環(huán)節(jié)的成本納入為生產(chǎn)產(chǎn)品所需費(fèi)用時(shí)，我們認(rèn)為中游鍛造或具有較強(qiáng)的范圍經(jīng)濟(jì)。從工藝環(huán)節(jié)看，中游鍛造的目的在于改變鈦合金鑄錠的鑄態(tài)組織、獲得所需要的顯微組織類型、達(dá)到規(guī)定的超聲波探傷驗(yàn)收條件、獲得模鍛產(chǎn)品前的組織均勻化、保證制坯或模鍛成形性能等。從這個(gè)角度考慮，對(duì)于不同的合金類型，包括低強(qiáng)度、中強(qiáng)度高韌性、高強(qiáng)高韌、超高強(qiáng)度、超高強(qiáng)韌等牌號(hào)的合金，對(duì)于中游鍛造廠僅需理解如何將這些牌號(hào)的鈦合金鍛壓成需要的顯微組織即可。而當(dāng)鍛造廠掌握某一牌號(hào)鈦合金的鍛造工藝后，對(duì)于下游處于同一代、同一類型、相近部位的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件需求，鍛造廠較為容易將其工藝進(jìn)行“復(fù)制”以期滿足客戶要求，這從根本上決定了中游鍛造環(huán)節(jié)的邊際投入遞減。鍛造及熱處理過程的參數(shù)控制為技術(shù)核心，而由于其制造過程中的不可檢測(cè)性決定其前期需要高額的研發(fā)投入及試驗(yàn)件材料投入等。參考航空工業(yè)出版社新型航空高性能鈦合金材料技術(shù)研究與發(fā)展，在熱工藝環(huán)節(jié)中，以熱變形為例，大型鈦合金結(jié)構(gòu)件主要通過熱模鍛成形，在其成形（變形）過程中，成形工藝參數(shù)如變形溫度、壓下速度以及壓下量等不僅決定了模鍛件的成形載荷，也對(duì)鈦合金的組織與性能產(chǎn)生明顯影響，因此如若實(shí)現(xiàn)鍛件的組織性能調(diào)控，需要獲得鈦合金應(yīng)力應(yīng)變的本構(gòu)關(guān)系，明晰顯微組織的演變規(guī)律。鍛件成品（指熱處理后成品）疲勞壽命分析是下游檢驗(yàn)其是否為合格品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，當(dāng)前多使用理論模擬及超聲檢測(cè)等技術(shù)手段完成，但考慮下游高端裝備對(duì)性能及安全性的雙重高標(biāo)準(zhǔn)，在下游產(chǎn)品導(dǎo)入階段，常需要一定周期進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。例如，鍛件內(nèi)部的裂紋、氣孔、縮孔等缺陷可采用無損檢測(cè)進(jìn)行，而鍛件內(nèi)部的宏觀組織則需通過解剖隨機(jī)抽出的某個(gè)鍛件典型的截面進(jìn)行觀察與分析，但考慮到下游對(duì)于結(jié)構(gòu)件性能及安全性的雙重高標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于新供應(yīng)商的鍛件產(chǎn)品通過解剖隨機(jī)抽出截面難以保障其實(shí)際的使用性能，因此將產(chǎn)品導(dǎo)入成熟供應(yīng)鏈或需要一定時(shí)間的載機(jī)試驗(yàn)等，所需的時(shí)間周期或相對(duì)較長(zhǎng)。（四）機(jī)加壁壘：設(shè)備能力、大客戶長(zhǎng)期配套關(guān)系及多工序能力筑壁壘航空零部件行業(yè)處于整個(gè)航空制造業(yè)的中后端。主要從事將材料/毛坯通過鈑金/機(jī)加等加工為精密零件，然后將零件裝配為部件交付主機(jī)廠，同時(shí)為零部件加工提供輔助性的工裝和夾具。上游行業(yè)主要為鋁合金、鈦合金、不銹鋼等金屬和復(fù)合材料、高端數(shù)控加工設(shè)備制造、刀具、切削液、導(dǎo)軌油等主、輔材料行業(yè)以及水、電等燃料動(dòng)力行業(yè)，下游為軍用和民用各航空器主機(jī)廠和分承制廠。生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以分為毛坯制造、零件加工和裝配三個(gè)工藝過程，即基礎(chǔ)板材、型材和管材經(jīng)鈑金零件成形（熱成型、彎壓等）、機(jī)械加工（切削等）后再經(jīng)特殊工藝處理（主要指無損檢測(cè)、熱表處理）加工成為飛機(jī)零部件，部分企業(yè)還負(fù)責(zé)組件、部件裝配業(yè)務(wù)。機(jī)械加工與數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造技術(shù)相結(jié)合，能更好地保證零件的強(qiáng)度和尺寸的精度。隨著飛機(jī)技術(shù)性能的不斷提高和數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，部分鈑金件直接設(shè)計(jì)成機(jī)加件，機(jī)加零件的數(shù)目在不斷增多，尤其是整體大件增加得更為顯著。以殲擊機(jī)為例，機(jī)加零件的件數(shù)N，整體大件的件數(shù)M和機(jī)加零件的制造勞動(dòng)量占全機(jī)制造勞動(dòng)量的百分?jǐn)?shù)B都在不斷增長(zhǎng)。特殊過程工藝處理主要包括無損檢測(cè)、熱處理、表面處理等。無損檢測(cè)的主要作用是確保每道工序的制造質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，熱處理主要是為了改變零部件半成品或成品的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，消除內(nèi)應(yīng)力。表面處理主要是為了保證零部件半成品的可靠性和安全性。航空零部件復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、形狀及原材料特征，共同決定了機(jī)械加工的技術(shù)難點(diǎn)。一是難加工材料切削應(yīng)用，航空、航天零部件常采用鈦合金、高溫合金及復(fù)合材料等，加工難度高；二是工藝及零件精度要求，飛機(jī)零件大多采用復(fù)雜曲面和高結(jié)構(gòu)效率的整體、輕量化結(jié)構(gòu)，加工中為避免產(chǎn)生切削變形和提高效率，對(duì)制造工藝以及制造設(shè)備提出高要求；三是過程控制及檢測(cè)要求，零件加工過程控制是對(duì)其滿足設(shè)計(jì)尺寸特性要求而進(jìn)行的一些檢測(cè)等，檢測(cè)的結(jié)果用來驗(yàn)證在制造中結(jié)果反映與設(shè)計(jì)要求相符的一致性。技術(shù)難點(diǎn)特征使得機(jī)加與數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造技術(shù)結(jié)合，工藝、設(shè)備成為機(jī)加企業(yè)關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)力所在，特殊過程工藝處理成為企業(yè)業(yè)務(wù)延伸方向之一。先進(jìn)設(shè)備批產(chǎn)能力是飛機(jī)結(jié)構(gòu)廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)壁壘之一。以全球最大的Non-OEM飛機(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和制造商之一SPR為例，其一大核心優(yōu)勢(shì)在于該公司具有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)。SPR在年報(bào)中表示，公司的制造技術(shù)是由公司最先進(jìn)的設(shè)備支持，公司有數(shù)以千計(jì)的主要定制設(shè)備安裝在工廠中，公司在行業(yè)領(lǐng)先的工程能力是區(qū)別于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的關(guān)鍵戰(zhàn)略因素。例如，為了制造B787和A350XWB的復(fù)合前機(jī)身和防御系統(tǒng)，SPR在堪薩斯州威奇托工廠和北卡羅萊納州金斯頓工廠建有世界上最大的加壓釜（加壓釜是用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的封閉設(shè)備，該設(shè)備會(huì)產(chǎn)生可控的內(nèi)部熱和壓力條件，用于固化和粘合某些樹脂，目前SPR擁有30多個(gè)高壓滅菌器）。國(guó)內(nèi)機(jī)加領(lǐng)先企業(yè)愛樂達(dá)同樣注重提升生產(chǎn)設(shè)備水平。據(jù)愛樂達(dá)官網(wǎng)，公司2017年IPO募集資金后進(jìn)行三軸、五軸數(shù)控加工中心擴(kuò)能建設(shè)與熱表處理和無損檢測(cè)生產(chǎn)線建設(shè)，目前已有各類生產(chǎn)制造設(shè)備160余臺(tái)（套），適用于數(shù)控精密加工、特種工藝、無損檢測(cè)三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。據(jù)愛樂達(dá)7-1發(fā)行人及保薦機(jī)構(gòu)關(guān)于發(fā)行人申請(qǐng)向特定對(duì)象發(fā)行股票的審核問詢函之回復(fù)報(bào)告(修訂稿)，2021年公司擬投入33890萬元完成設(shè)備購置安裝，擬新增若干包括自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及控制系統(tǒng)、車銑復(fù)合加工中心、機(jī)械臂和控制柜等在內(nèi)的自動(dòng)化硬件，以及包括數(shù)字化檢測(cè)軟件、ERP等在內(nèi)的智能制造專用軟件，在擴(kuò)充產(chǎn)能規(guī)模的基礎(chǔ)上提升智能化制造水平。四、海外復(fù)盤：一體化龍頭賽道布局優(yōu)、控成本能力強(qiáng)（一）美國(guó)重點(diǎn)鈦合金及高溫合金企業(yè)，2003~2007年盈利股價(jià)高增長(zhǎng)美國(guó)三家重點(diǎn)高性能鈦合金及高溫合金企業(yè)，ATI、CRS、HAYN在2003~2007年間經(jīng)歷盈利股價(jià)雙雙高增長(zhǎng)時(shí)期。從股價(jià)表現(xiàn)看，ATI、CRS在2002/12/31~2007/12/31期間股價(jià)漲幅分別達(dá)1422.10%、2711.08%，HAYN在2004/9/21至2007年末，股價(jià)漲幅達(dá)414.81%，而同期標(biāo)普500漲幅僅為66.97%，美國(guó)高溫合金企業(yè)股價(jià)期間收益率遠(yuǎn)高于標(biāo)普500。從估值端看，鑒于ATI、CRS上市時(shí)間相對(duì)更早，選取該兩家企業(yè)作為重點(diǎn)分析對(duì)象。（1）從PB看，ATI、CRS的PB值從1982年開始呈波動(dòng)走低態(tài)勢(shì)，在2002年末至2003年初達(dá)到1982年以來低點(diǎn)，并快速上升，在2003年末超過1982年以來高位，并波動(dòng)上升至2004年末，PB均值從2003年初的1~2倍快速上升至2004年末的10~12倍。（2）從PE看，2005年初至2007年末，ATI的月度PE（TTM）均值為15~16倍，期間波動(dòng)相對(duì)較小，最高值處于25~26倍期間，最低值為10~11倍。CRS的月度PE（TTM）均值為14~15倍，期間最高值與最低值與ATI接近。結(jié)合PB-ROE，ATI與CRS公司在此期間股價(jià)快速上行，估值端提升為次要因素，而重點(diǎn)在于盈利端的大幅提升。從財(cái)務(wù)表現(xiàn)看，ATI與CRS在2003~2007盈利規(guī)模與盈利能力相較此前均有大幅改善與提升。（1）從盈利規(guī)模看，CRS在2007~2008年創(chuàng)1981年以來營(yíng)業(yè)收入、凈利潤(rùn)最高值，從增速看，2001年航空業(yè)蕭條期后2002/2003年公司營(yíng)收、凈利潤(rùn)增速均為負(fù)，在2004~2007年四個(gè)會(huì)計(jì)年度內(nèi)營(yíng)收增速實(shí)現(xiàn)四連增，2005~2008年內(nèi)凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)四連增。ATI表現(xiàn)與CRS接近，營(yíng)業(yè)收入在2003~2007年內(nèi)快速增長(zhǎng)，從2002年的低點(diǎn)19.08億美元，持續(xù)增長(zhǎng)至2008年的53.10億美元，凈利潤(rùn)規(guī)模表現(xiàn)相對(duì)滯后一年，從2003年的低點(diǎn)-3.15億美元增長(zhǎng)至2006年高點(diǎn)5.74億美元、2008年為5.66億美元，營(yíng)收、凈利潤(rùn)規(guī)模均為1995年以來新高值。（2）從盈利能力看，該期間內(nèi)，CRS毛利率改善顯著，主營(yíng)業(yè)務(wù)毛利率從2002年低點(diǎn)16.67%連續(xù)增長(zhǎng)至2006年的27.81%，2007/2008年分別為23.25%、23.40%，仍然維持高位水平；凈利率看，凈利率從2002年低點(diǎn)-12.11%也持續(xù)增長(zhǎng)至2008年的高點(diǎn)14.22%，創(chuàng)1987年以來新高值，1987~2002年期間歷史最高凈利率水平也僅為7.70%。ATI表現(xiàn)與CRS接近，毛利率由2003年的低點(diǎn)3.29%持續(xù)增長(zhǎng)至2008年的21.69%，凈利率由2002年的低點(diǎn)-12.11%增至2008年的14.22%。（二）把握盈利擴(kuò)大的主要矛盾：需求周期為主，供給及資本開支為輔2003~2007年期間盈利規(guī)模擴(kuò)大的主要矛盾，在于需求周期與供給周期的雙擊。以ATI為例，ATI為美國(guó)高性能特種金屬，如鈦合金、鎳合金等的主要供應(yīng)商之一。ATI三大業(yè)務(wù)，高性能金屬、扁平材產(chǎn)品、工程產(chǎn)品，其中高性能金屬主要銷售鈦合金、鎳基合金及特種合金金屬原材料。2001~2008年間，高性能金屬業(yè)務(wù)收入占ATI業(yè)務(wù)收入的30%~40%。其中在該期間內(nèi)，鈦合金、鎳基及特殊合金產(chǎn)品收入分別占高性能金屬業(yè)務(wù)收入均值分別為40%、38%。值得注意的是，扁平材產(chǎn)品、工程產(chǎn)品等也多由鈦合金及高溫合金加工件產(chǎn)品構(gòu)成。ATI公司的鈦合金、鎳基及特殊合金在2003~2007年間均處在量?jī)r(jià)齊升階段。（1）從銷售量看，ATI高性能金屬中的鈦合金、鎳基及特殊合金銷量在2003~2004年觸底，而后快速反彈。鈦合金銷量從2003年的18.44百萬磅增長(zhǎng)至2008年的32.53百萬磅，鎳基及特殊合金業(yè)務(wù)銷量從2003年的35.17百萬磅增長(zhǎng)至2008年的42.53百萬磅。（2）從銷售均價(jià)看，二者也均有一定程度的提升。鈦合金產(chǎn)品單價(jià)從2001年的6.31美元/磅持續(xù)增長(zhǎng)至2007年的19.16美元/磅，鎳基及特殊合金單價(jià)也快速提升，從2001年的11.70美元/磅，增長(zhǎng)至2007年的30.14美元/磅，增幅分別為204%、158%。航空航天鈦合金供給端收縮進(jìn)一步加劇供需緊張。據(jù)Titanium,IndustrialBase,PriceTrends,andTechnologyInitiatives（SomiSeong等，RAND，2009），1997~2005年，美國(guó)國(guó)防后勤局海綿鈦庫存持續(xù)減少，海綿鈦是鈦合金生產(chǎn)的主要原材料之一，至2005年已幾乎沒有海綿鈦產(chǎn)能。同時(shí)，鈦金屬供應(yīng)商未能及時(shí)反映擴(kuò)大產(chǎn)能、緩解供應(yīng)緊缺，且擴(kuò)大海綿鈦的生產(chǎn)能力，需要3年左右時(shí)間近3~4億美元的投資。并且，在2003年需求激增之前，美國(guó)部分鈦合金生產(chǎn)商在經(jīng)歷此前行業(yè)低迷期時(shí)已經(jīng)瀕臨破產(chǎn)。資本開支規(guī)模的前置性，是鈦合金、高溫合金等企業(yè)在需求提升期盈利彈性的杠桿放大器。參考上文，ATI公司營(yíng)業(yè)收入在2003~2007年內(nèi)快速增長(zhǎng)，從2002年的低點(diǎn)19.08億美元，持續(xù)增長(zhǎng)至2008年的53.10億美元。而在此期間，由于此前行業(yè)景氣度低迷，公司產(chǎn)能利用率相對(duì)較低，在行業(yè)需求擴(kuò)大時(shí)期，公司規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)明顯，折舊費(fèi)用/凈營(yíng)收比重從2002年的4%下行至2008年附近的2%，而在此期間折舊費(fèi)用總額仍有一定的下降。（三）美國(guó)鈦合金企業(yè)TIMET領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)：下游領(lǐng)域布局優(yōu)、原材料可控TitaniumMetals是世界上最大的鈦制造商之一，供應(yīng)了世界近五分之一的鈦需求

（TIMET官網(wǎng)數(shù)據(jù)）。TIMET成立于1950年，于1952年生產(chǎn)出世界上第一個(gè)鈦錠，1955年獲得了美國(guó)空軍第一筆大訂單，1957年開發(fā)出真空自耗電極電弧熔煉爐。目前，TIMET是少數(shù)在美國(guó)和歐洲均設(shè)有生產(chǎn)設(shè)施的鈦供應(yīng)商，運(yùn)營(yíng)五個(gè)分布在美國(guó)與歐洲主要航空航天、工業(yè)制造聚集處的服務(wù)中心，其專用的鈦分銷和增值加工設(shè)施保有了世界上最大的現(xiàn)貨鈦庫存之一。供需驅(qū)動(dòng)為景氣度提升的根本原因：需求端釋放+供給端收縮共同促進(jìn)美國(guó)自上游海綿鈦到鈦材的大幅漲價(jià)?？偨Y(jié)上文，復(fù)盤美國(guó)2003~2008年美國(guó)鈦合金行業(yè)，據(jù)

Titanium:IndustrialBase,PriceTrends,andTechnologyInitiatives

（美國(guó)蘭德智庫，2009），需求端，美國(guó)商用飛機(jī)訂單飆升，2003年F-22A猛禽開始全面投產(chǎn)，波音和空客訂單在2005年和2006年都達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的水平，且軍民機(jī)每架飛機(jī)鈦含量平均水平顯著上升，多重因素拉動(dòng)需求端快速增長(zhǎng)。供給端，早在2005年和2006年商用飛機(jī)訂單大幅飆升之前，在2003年，由于飛機(jī)生產(chǎn)率低，導(dǎo)致回收的廢料更少，鈦廢料嚴(yán)重短缺，海綿鈦和廢鈦的價(jià)格就已開始大幅上漲。產(chǎn)品應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域占比較高強(qiáng)化收入端持續(xù)性預(yù)期。TIMET主要布局航空、國(guó)防等領(lǐng)域，2006年銷售額占比中航空、國(guó)防及其他領(lǐng)域分別達(dá)59%、16%及25%。相較于ATI（航空33%/國(guó)防5%/其他62%）、RTI（航空45%/國(guó)防32%/其他23%），TIMET不僅在2003~2007年國(guó)防和商用航空航天需求大增時(shí)率先受益于裝備數(shù)量增加，更拓展了較大的國(guó)防和航空發(fā)動(dòng)機(jī)售后市場(chǎng)空間，需求可持續(xù)性、抗波動(dòng)能力相對(duì)較強(qiáng)。細(xì)分賽道看，據(jù)CowenandCompany（2007.06.15）估算，TIMET提供給航空及國(guó)防領(lǐng)域的產(chǎn)品中，發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)身占比分別約70%、30%，相較于ATI（發(fā)動(dòng)機(jī)50%/機(jī)身50%）、RTI（發(fā)動(dòng)機(jī)5%/機(jī)身95%），TIMET在產(chǎn)品價(jià)值量、航空發(fā)動(dòng)機(jī)換發(fā)及維修后市場(chǎng)等方面更具優(yōu)勢(shì)，有利于抬高估值中樞。內(nèi)部海綿鈦供應(yīng)強(qiáng)化成本優(yōu)勢(shì)。TIMET內(nèi)部海綿鈦供應(yīng)使其相較RTI（完全外部供應(yīng)）存在5%左右的毛利率勢(shì)，TIMET內(nèi)部海綿鈦供給可變成本大約比第三方合同購買低30%-50%，TIMET通過內(nèi)部海綿鈦供應(yīng)獲得顯著的成本優(yōu)勢(shì)，且具備一定的抗原材料波動(dòng)能力，2003~2007年期間，TIMET毛利率實(shí)現(xiàn)較快提升。（四）PCC收購鈦合金TIMET實(shí)現(xiàn)鈦合金一體化，提升成本控制能力2013年，PCC以26.1億美元收購TitaniumMetals。此前，ATI、RTI、TIMET是美國(guó)三大鈦材生產(chǎn)企業(yè)。本次收購后，PCC2012年第三季度鈦熔制品和軋制品產(chǎn)量為鈦業(yè)三巨頭的47%，達(dá)1160萬磅。PCC與子公司威曼高登此前均是