新材料：高温合金行业研究.docx

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1、新材料：高温合金行业研究一、成本拆分：高温合金成本主要来自原材料和制造费用，产品工艺决定成本结构（一）成本拆分：高温合金直接材料成本占比超70%,不同企业高温合金成本结构存在差异总体来看，高温合金业务成本结构中，直接材料成本占比最高。根据各公司年报、中洲特材招股说明书，高温合金业务成本包括直接材料、制造费用等，且以直接材料为主，其中2023年抚顺特钢、隆达股份、西部超导、钢研高纳、图南股份、中洲特材（20H1）高温合金业务直接材料成本占比分别为90%、88%、89%、71%、71%、72%o此外，抚顺特钢、隆达股份、西部超导、图南股份、中洲特材（20H1）制造费用成本占比分别为3.6%、10.

2、5%、10.5%、18.72%、14.53%。横向对比，不同企业高温合金成本结构互有差异，抚顺特钢、隆达股份、西部超导直接材料成本占比明显高于钢研高纳、图南股份、中洲特材。横向对比各公司高温合金成本结构可知，2023年抚顺特钢、隆达股份、西部超导直接材料成本占比均超85%,而钢研高纳、图南股份、中洲特材（20HI）直接材料占比均约71%左右。制造费用占比方面，图南股份（18.7%）、中洲特材（20H1,14.5%）明显高于抚顺特钢、隆达股份、西部超导（均低于I1%）。图1:2023年主要上市公司高温合金业务成本结构抚顺特钢隆达股份西部超导钢研高纳困南股份中洲特材直接材料直接人工制造费用委托加工

3、卜若匐举（二）产品、工艺决定成本结构差异，上游、中游产品分别以原材料、制造费用为主要成本企业成本结构的差异主要源于产品差异，上游产品原材料成本占比较高，中游产品制造费用占比较高。根据各公司年报及招股说明书，抚顺特钢、隆达股份、西部超导的高温合金主要为上游产品，其中抚顺特钢主营变形高温合金，隆达股份主营铸造高温合金母合金和变形高温合金，西部超导主营变形高温合金和高温合金母合金。与之相比，图南股份、钢研高纳、中洲特材的高温合金业务兼顾上游+中游产品，其中图南股份主营变形高温合金、铸造高温合金母合金、精密铸件，钢研高纳主营变形、铸造及新型合金制品，中洲特材主营变形、铸造高温耐蚀合金。不同产品工艺差异

4、导致成本结构差异。以图南股份为例，根据公司招股说明书，2017-2019年期间，公司上游产品（变形高温合金、铸造高温合金母合金）成本以直接材料为主，其中变形高温合金、铸造高温合金母合金直接材料成本占比分别超60%、80%,而中游产品（精密铸件）制造费用成本占比（均超38%）高于直接材料占比。根据公司招股说明书，对比变形高温合金和精密铸件工艺可知，变形高温合金在10道工序以内完成生产，而精密铸件产品生产则超15道工序。总体来看，与变形高温合金、铸造高温合金母合金相比，精密铸件产品所需工序复杂，技术含量较高，因此精密铸件产品成本中制造费用占比较局。二、原料端：预计中长期银、钻等成本压力逐步缓解（-

5、）材料趋势：以银基高温合金为主，合金成分的发展来自性能与成本的平衡高温合金可按基体材料分为铁基、银基、钻基高温合金，其中银基高温合金需求占比达80%o根据付青峰航空发动机高温材料的研究现状及展望，高温合金按基体成分主要分为铁基、银基、钻基，其中银基高温合金应用最为广泛。根据新材料在线数据，不同基体高温合金需求占比中，银基高温合金需求占比达80%。丰富的合金元素成分有助于提高材料综合性能。根据1ongMicrostructura1andcompositiona1designofNi-basedsing1ecrysta11inesupera11oys-Areview，高温合金中的合金元素可根据其对

6、合金性能的主要贡献分为四类，以锲基单晶高温合金为例：（i）基础元素（银元素）；（ii）机械增强元素：（iii）长期稳定性元素；（iv）抗氧化性元素。除基础元素外，其他元素可以同时发挥多重作用，如A1和Cr元素均可同时提升合金机械强度及抗氧化性、Ru元素可同时提升机械强度以及长期稳定性。高温合金成分的发展来自性能与成本的平衡。1成分与性能的平衡：通过优化元素成分，提高承温能力，同时保证组织稳定性、抗氧化性等性能。根据张龙飞航空发动机用单晶高温合金成分设计研究进展，（1）20世纪70年代初发展的第一代单晶合金，完全去除C、B、Zr和Hf等元素，提高合金初熔温度；（2）20世纪80年代发展的第二代单

7、晶合金，添加3%Re（锌）来提高承温能力、平衡其他元素含量以保证组织稳定性；（3）20世纪90年代发展的第三代单晶合金，将Re含量增加到6%、提高承温能力；同时平衡其他成分，保证组织稳定性；（4）21世纪初发展起来的第四代单晶合金，新增Ru元素改善组织稳定性，提高合金的服役寿命和承温能力；（5）第五代、第六代单晶合金：增加Re和Ru的含量，并平衡其他元素来保证合金的组织稳定性、抗氧化性能和抗蠕变性能。2.成分与成本的平衡：虽然稀有元素可改善性能，但存在成本风险和供应风险。如前所述，虽然提高Re和Ru等稀有元素占比可以提高单晶高温合金性能，但考虑成本以及原材料稳定供应，21世纪初发动机制造商开始

8、降低高温合金Re含量。（1）经济性方面，由于Re元素的稀缺性。其单价是银元素的IOO倍以上，因此即使Re元素占比增加IPCT也会大幅增加原材料成本。（2）供应方面，Re属于地壳稀缺金属、分布稀散，只能从其他矿石的副产品中获得，所以存储量极低、供给不稳定。因此，近年来出现了多个Re含量不足1.5%甚至为0%的单晶高温合金，例如ReneN515（1.5%Re）在部分应用场合已经取代了第二代单晶高温合金Ren6N5（3%Re）。17,000图8:Re（铢）元素单价远越其他高温合金元素单价180001600014000120001000080006000400020000铢钝铝钻镶格单价（元/千克）乱

9、建掠（二）产购模式：以销定产、以产定购，银、钻等原材料成本与市场价格紧密相关生产采购方面，高温合金企业均主要采用以销定产、以产定购的模式。生产方面，根据各公司年报及招股说明书，多数企业主要采用以销定产模式，其中图南股份对于民用产品采取“按订单生产+按计划生产结合的模式，隆达股份为保证军用高温合金供应，采取以俏定产+合理库存”的模式，中洲特材对非标准化产品或小批量产品以销定产，对标准化产品备货式生产，中航上大除以销定产外，在行业中形成特种合金回收和循环再生闭环体系。采购方面，企业均采取筛选合格供应商根据订单分批多次采购”模式，在保证产品质量合格的前提下尽量降低原材料波动的风险。金属银、钻等是高温

10、合金企业主要原材料。根据图南股份、隆达股份、中洲特材、中航上大招股说明书，2019年图南股份主要原材料为电解锲、金属钻、金属铭，分别占原材料采购比例为59%、13%、9%。2023年隆达股份原材料主要为银、钻、留、铭、钳等，其中主要原材料银、钻、铝分别占原材料采购比例为50%、13%、6%。2019年中洲特材主要原材料金属银、金属钻及粘合金、金属铭分别占原材料比例46%、22%、18%o2023年中航上大返回料采购占比45%,纯金属料及合金料占比55%,其中纯金属料主要包括银、钻、钥、鸽等。高温合金原材料采购均价与市场均价趋势基本一致。上市公司主要采取少量多次、分批采购的形式采购原材料，采购成

11、本与市场价格正相关。以隆达股份为例，企业原材料成本（银、钻等）与市场价格关联度较大。根据隆达股份招股说明书，以银（原材料成本占比50%）、钻（原材料成本占比13%）为例，2018-21H1期间，公司银、钻价格略低于与市场价格，波动趋势基本一致。（三）返回料：循环经济基础，降本空间较大，体系建设有待优化高温合金加工过程会产生大量返回料，可用于高温合金循环再生。据中航上大招股说明书，高温合金在加工流程中会产生大量返回料，以航空发动机为例，由于需充分考虑强度、空气动力、减重等要求，零件加工环节多、形状复杂、精度要求高，导致材料有效利用率极低，通常超90%的材料会成为返回料。高温合金循环再生应用指在高

12、温合金的制造过程中使用加工流程中产生的返回料，通过严格的牌号分级管理、分选清洗，再重新经过真空提纯、重熔、锻铸造等精加工流程形成高温合金材料的制备模式。返回料各项指标稳定性均优于矿冶新料，可降低成本30%以上。据中航上大招股说明书，返回料经过多次真空提纯和精炼，再生利用后的纯净度和各项指标稳定性均优于矿冶新料，使得再生材料的质量和稳定性水平大幅提升，同时可降本30%以上。我国高温合金返回料回收及分级管理体系仍有较大优化空间。据中航上大招股说明书，国际方面，美国从20世纪70年代起开展高温合金返回料再生利用，目前已形成技术成熟、体系完善、返回料严格分类回收和再生利用的全产业链闭环模式，在高温合金

13、生产过程中返回料使用比例达70%-90%;美国AT1公司表示更愿意使用返回料，产品质量更好，生产更简捷。波音、洛克希德马丁、罗尔斯罗伊斯、通用电气等终端用户均建立相应制度，对供应商的返回料回收标准、数量等提出明确要求。国内方面，我国高温合金己初步建立完整的高温合金研制体系，但与世界领先水平相比，在产品杂质元素控制、均匀性、稳定性、成本控制等方面仍存在一定差距。以GH4169为例，国外同牌号产品成本较国内更低，且材料的夹杂物控制更好、稳定性更强、晶粒度级差更小。形成上述差异的部分原因是（1）国外已建立完整的返回料回收体系及配套分级管理系统，而我国仍然缺失相关技术和标准，一定程度上限制了我国高温合

14、金制造产业的发展。（2）我国返回料缺乏统一管理，大部分返回料仅能降级利用，部分返回料存在出口处理的情况，可能涉及装备信息、材料参数等关键战略信息安全。综上，做好高温合金返回料的再生应用，对于提高我国高温合金的质量和稳定性、降低成本、保障战略资源安全具有重要意义。若未来国内返回料回收及分级管理体系持续优化，则国内高温合金产业链成本优势有望提升。图17：中国高温合金返回料回收利用情况（四）原材料一集：结构性高景气，供需寻找新平衡根据我们在2023年7月7日发布的锲行业深度：结构性高景气，供需寻找新平衡：供需：预计23-24年结构性高景气，供需整体趋缓。（D供给回顾：总量方面，过去20年全球银矿储量

15、整体增长，22年全球银矿产量同比大增21%至330万吨。区域结构方面，印度尼西亚是全球银矿主要供给国家，中国银供给占比较低。（2）需求结构：2023年不锈钢、电池、合金银需求占比分别约80%、9%、5%o（3）三层供需展望：银铁一不锈钢：当前景气度较弱，预计未来需求端弱复苏，供需持续宽松；中间品一硫酸镇一电池：预计未来供需两旺且供给增速（50%+）大于需求增速（30%-45%）,供需有望转向宽松；精炼银一银基合金等：预计未来国内供需双强，供给增速（30%+）大于需求增速（15-20%）。此外，不锈钢、动力电池产业链供需转松，有望促进银铁高冰银、中间品-精炼镇等资源流通，进一步缓和硫酸银、精炼银

16、供需格局O银价：预计23-24年供需趋于宽松，价格波动收窄。（1）定价模式：银产业链各品种（银矿、硫酸银、银铁等）均主要以1ME银价为定价依据，价格趋势整体较一致。（2）复盘：回顾历史周期，供需主导长周期价格趋势，全球性突发事件导致预期转向、进而影响中短周期价格趋势。04年至今，库存与价格整体负相关，供需主导银价长周期（10年以上）；20年美联储大幅降息促使价格稳中偏强，22年全球性地缘冲突减弱流动性，放大价格波动风险。据INSG,23M4全球银过剩超2万吨。（3）展望：预计未来供需整体趋缓，叠加低库存支撑，相比22年，预计23-24年银价振幅收窄、转入新平衡。1 .中间品一硫酸银：供需两旺，预期宽松供给端：动力电池高景气驱动银中间品、硫酸银产量持续爬升。中间品方面，银中间品主要用来制备硫酸馍，后者用于制造动力电池