2022年环形锻件行业发展现状分析 环形锻件是航空发动机的关键锻件

1. 环形锻件：航空发动机的关键锻件

航宇科技所处行业为锻造行业，处于航空制造的中游，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，下游主要为各类装备制造企业， 如航空、航天、船舶、电力、石化及其他机械等行业。

环形锻件（简称“环件”）是航空发动机的关键锻件，约占航空发动机价值的 6%，其 组织和力学性能在很大程度上影响着航空发动机的使用性能和服役行为。航空难变形金属 材料环形锻件主要应用于航空发动机的风扇、压气机、涡轮和燃烧室等四大部件中。按照 安装位置和功能可以分为机匣、安装边、封严环、各类支承、承力环、壳体等部件，主要 起包容、连接、支撑、密封等作用，是航空发动机中的重要零部件。采用辗轧技术成形的 环件具有组织致密、强度高、韧性好等优点，是铸造或其他制造技术所不能替代的。环形 锻件的性能和质量在相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行为，环形锻 件的组织性能往往直接关系到飞机的使用寿命和可靠性。环形锻件是否整体、优质、精密 化，对飞机、航空发动机的经济可承受性影响同样十分显著。

图：航宇科技部分航空发动机环形锻件在航空发动机中的排布情况

与普通锻件相比，航空发动机环形锻件工作条件恶劣，具有高温、高压、高腐蚀等特 点。发动机机匣长时间承受 50-60 个大气压而不能变形和损坏，相当于蓄水 175 米的 2.5 个长江三峡大坝所承受的水压。航空发动机零部件工作时间通常在 3000 小时以上，因此要 求航空发动机环形锻件在整个寿命期内要有足够的强度、刚度和稳定性。

国内通常将带有内孔，截面为回转体的锻件统称为环形锻件，国际上通常将带有内孔， 截面为回转体的锻件分为“环形锻件（ring）”和“机匣（casing）”。相比机匣，环形锻件 在航空发动机上的产品种类、数量较多，航宇科技主要收入来源于环形锻件。

2. 航空锻造行业壁垒高，竞争格局稳定

航空锻造行业具有较高进入壁垒，行业集中度较高。由于航空锻造行业具有高技术、 高投入、高风险的行业特点，进入门槛高，行业集中度较高。航空锻造行业的进入壁垒主 要包括技术工艺壁垒、资质壁垒、设备和资金壁垒以及人才壁垒。在军品领域，军事装备 供应商一般在军事装备前期设计阶段即参与设计定型并成为该军事装备可供选择的供应商 之一，在军事装备定型、参与设计及试制的锻件产品经检验合格后，锻件厂商通常即可成 为该军事装备的供应商。另外，军事装备定型一般要经历论证、研制、检测、试验、试生 产等多个阶段，验证时间长、投入大，因此军事装备企业一般选取少数几家综合实力较强 的企业参与装备定型，通过鉴定后的供应商更换成本相对较高。

发达国家在锻造技术、锻造工艺和装备水平等方面都处于世界领先地位，具备完整的 航空零部件产业链条。从全球锻造行业来看，美国和日本等发达国家走在世界前列，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、高性能的高品质环形锻 件。上述国家的先进锻造企业不仅占据着航空航天、燃气轮机、能源装备等主要高端应用 市场，其产品也具备更高的附加值。国外环锻件主要竞争者包括 CARLTON FORGE WORKS（美国 PCC 集团下属企业）、Howmet Aerospace Inc（简称 HWM，由美国铝业集 团收购世界知名航空发动机无缝环形锻件供应商 FIRTH RIXSON 后组建而成，其中国子公 司为豪美特航空机件（苏州）有限公司）、墨西哥 FRISA、DONCASTERS 等企业。

中、印等发展中国家依靠成本优势和快速发展的市场占领低端锻件领域，部分产品已 打破国外垄断，逐步实现国产化替代。在“十二五”期间，我国开始具备航空航天等高端 装备制造业大型模锻件和精密环形锻件的生产能力，一批高温合金、钛合金、耐热不锈钢 等高端材料开始锻造成形并交付使用，航空发动机关键叶片质量达到了国际先进水平等。

目前我国航空发动机环形锻件生产企业主要为航宇科技、安大锻造、宏远锻造、派克 新材。（1）从营收规模上，安大锻造、宏远锻造为中航重机的子公司，有 50 多年的航空锻 造经验，营收规模远超航宇科技和派克新材，其中安大锻造是目前国内最大的航空环形锻 件生产企业，而航宇科技与派克新材进入航空领域的年限较短，营收规模也相对较低；（2） 从产品应用领域来看，安大锻造、航宇科技以航空发动机环形锻件为主，宏远锻造以飞机 模锻件和航空发动机盘件为主；派克新材石化锻件、电力锻件占比较高；（3）从下游客户 来看，境内客户均以中国航发、中航工业等大型航空军工集团下属单位为主，境外方面， 安大锻造与罗罗（RR）、赛峰（SAFRAN）等海外客户有较深的合作历史，派克新材在境 外市场方面处于市场开拓前期，航宇科技也拥有行业较为领先的境外客户资源。

3. 下游需求旺盛，航空环锻件市场有望大规模放量

与美国相比，我国军机的数量和代次存在较大差距。根据 World Air Force 2020 统计， 2019 年美国各类军用飞机总数量为 13266 架，我国为 3210 架，由此我国国军用飞机总数 只占美国的 24%。战斗机结构方面，我国当前战斗机仍然以二、三代机（歼-7、歼-8、歼10/11/15 系列、苏-27/30/35 系列）为主，四代机（歼-20）也少量列装，美国的战斗机主 要以三代机（F-15、F-16、F/A-18 系列）、四代机（F-22、F-35 系列）为主。

图：2019 年我国和其他国家军机数量对比情况

补短板需求强烈，国产替代刻不容缓。我国目前已经能够自主研制军用航空发动机， 如歼-16、歼-20 已经大规模换装国产 WS-10 系列发动机，但我国尚无商用航空发动机产品， 仍依赖进口发动机。例如运-20 目前使用的主要是俄制 D-30KP2 涡扇发动机，未来可能在 改进型号中换装 WS-20 大涵道比涡扇发动机，C919 目前使用的是 CFM 国际生产的 LEAP-1C 涡扇发动机，未来自行研制的 CJ-1000A 涡扇发动机的服役将弥补我国商用航空 发动机产品的空白。

推动航空产业发展政策的陆续出台，发展航空发动机对于实现百年建军百年奋斗目标 意义重大。2015 年，政府工作报告首次将发展航空发动机、燃气轮机列入国家战略新兴产 业；2017 年 3 月，航空发动机、燃气轮机重大专项启动；2019 年 11 月习总书记在空军成 立 70 周年主题活动上强调“把人民空军全面建成世界一流空军”，空军规划出未来发展 “三步走”目标，向全面建成世界一流空军迈进；2020 年 7 月中共政治局集体学习指出， 要增强使命感和紧迫感，努力实现我军现代化建设跨越式发展，加快突破关键核心技术， 加快发展战略性、前沿性、颠覆性技术，加快实施国防科技和武器装备重大战略工程，不 断提高我军建设科技含量；2020 年党的十九届五中全会审议通过的《中共中央关于制定国 民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》对加快国防和军队现 代化建设作出战略部署，首次提出“确保二〇二七年实现建军百年奋斗目标”，此外提到 “全面加强练兵备战”、“加强军事力量联合训练、联合保障、联合运用”，“加速武器装备 升级换代和智能化武器装备发展”；2021 年 7 月中央政治局集体学习强调，必须把国防和 军队建设摆在更加重要的位置，加快建设巩固国防和强大军队，要确保如期实现一百年奋 斗目标。

实现建军百年奋斗目标，要以先进武器装备体系提供强大物质技术支撑，我们认为在 十四五期间我国航空装备尤其主战机型将加速列装以及更新换代，此外实战化训练也会增 加对战斗机等武器装备的损耗，由此从增量和存量两方面都会增加对航空发动机环形锻件 的需求，航空发动机环形锻件有望在十四五期间大规模放量。

军用方面，我们在《航空强军，动力先行》中测算得到未来十年我国军用航空发动机 购置市场需求空间约 2500 亿元，按照航空发动机环形锻件占航空发动机价值的 6%计算， 对应的我国未来十年军用航空发动机环形锻件市场空间约 150 亿元。 商用方面，国内 C919 大飞机与 ARJ21 新支线飞机未来批量生产逐步启动，以及自行 研制的 CJ-1000A 涡扇发动机的服役，将会有力地带动航空环锻件需求的增长。此外国际 商用客机的大规模交付与国际航空零部件转包业务逐渐向中国及亚太地区转移，也将为参 与国际竞争的航空锻件生产厂商带来重大机遇。

根据中国商飞 2020 年发布的《中国商飞市场预测年报（2020-2039 年）》，2020-2039 年全球预计将有 40664 架新机交付，市场价值约 6.0 万亿美元（以 2019 年目录价格为基 础），；中国航空运输市场将接收 8725 架干线和支线客机，市场价值约 1.3 万亿美元。由于 航空发动机价值约占全机价值的 25%-30%，航空发动机环形锻件约占航空发动机价值的 6%，对应的全球 2020-2039 年商用航空发动机环形锻件市场空间约 900 亿美元，我国 2020-2039 年商用航空发动机环形锻件市场空间约 200 亿美元。

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