步步为营，公司3D打印材料未来有望贡献主要利润增量。公司自主研发了3D打印粉体材料制备技术，目前总体技术达到国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。2021年公司新设有研增材技术有限公司，持股比例80%，目前新设公司已投产。新设公司的主营业务包括增材制造金属材料和特种合金粉体材料的研发、生产和销售，其中增材制造金属粉体材料为重点发展方向，主要产品为高温合金粉末、铝合金粉末、铜合金粉末等。新设公司引入钢研投资作为战略投资者，这有助于新设公司顺利切入高端产品市场，迅速扩大自身产销规模，利于公司长期发展。
　　募投项目稳步推进，公司产能逐步扩张。公司重庆粉体材料生产基地预计2022年12月31日前可完成项目建设并投入试生产，铜基金属粉体材料设计产能11600吨/年，锡粉设计产能400吨/年。公司泰国粉体材料生产基地已于2022年6月开工，预计泰国生产基地2023年三季度投产，铜基金属粉体材料设计产能5700吨/年，微电子锡基焊粉材料设计产能400吨/年，锡粉设计产能300吨/年。
　　公司三季度业绩低于预期，预计未来将逐步好转。公司第三季度业绩出现较大程度下滑，主要原因有三：受宏观经济下行和下游需求影响，铜基和锡基粉体材料销售情况不及预期；南方高温限电政策导致公司部分生产基地停产；铜、锡等原材料价格下跌导致公司出现存货跌价损失。未来随着公司新建生产基地及增材制造子公司的逐步投产，预计公司业绩将出现好转。
　　投资建议与评级：预计公司2022-2024年营业收入分别为25.5/32.49/40.49亿元，归母净利润分别为6733.31/15353.77/26276.69万元，EPS分别为0.65/1.48/2.53元。考虑到公司重庆生产基地即将投产，泰国生产基地2023年三季度投产以及3D打印粉体材料产能逐步投产，维持公司“买入”评级。
　　风险提示：原材料价格大幅波动，导致公司持续销售能力及销售回款受到影响的风险；粉体材料下游需求不足的风险；3D打印粉体材料下游订单不稳定、不确定的风险；业绩预测和估值判断不及预期的风险。
　　
　　

研究报告全文：TableInfo1TableDate有研粉材688456有色金属发布时间2022-12-13TableTitleTableInvest证券研究报告公司深度报告买入有研粉材募投项目和增材子公司进入投产期公司未来可期上次评级买入报告摘要股票数据TableMarket20221212步步为营公司TableSummary3D打印材料未来有望贡献主要利润增量公司自主研6个月目标价元发了3D打印粉体材料制备技术目前总体技术达到国际先进水平部收盘价元333612个月股价区间元19503550分技术达到国际领先水平2021年公司新设有研增材技术有限公司持总市值百万元345810股比例80目前新设公司已投产新设公司的主营业务包括增材制造总股本百万股104金属材料和特种合金粉体材料的研发生产和销售其中增材制造金属A股百万股104B股H股百万股00粉体材料为重点发展方向主要产品为高温合金粉末铝合金粉末铜日均成交量百万股1合金粉末等新设公司引入钢研投资作为战略投资者这有助于新设公司顺利切入高端产品市场迅速扩大自身产销规模利于公司长期发展TablePicQuote历史收益率曲线募投项目稳步推进公司产能逐步扩张公司重庆粉体材料生产基地预有研粉材沪深300计2022年12月31日前可完成项目建设并投入试生产铜基金属粉体材料设计产能11600吨年锡粉设计产能400吨年公司泰国粉体材料生3020产基地已于2022年6月开工预计泰国生产基地2023年三季度投产10铜基金属粉体材料设计产能5700吨年微电子锡基焊粉材料设计产能0400吨年锡粉设计产能300吨年-10公司三季度业绩低于预期预计未来将逐步好转公司第三季度业绩出-20-30现较大程度下滑主要原因有三受宏观经济下行和下游需求影响铜-40202112202232022620229基和锡基粉体材料销售情况不及预期南方高温限电政策导致公司部分生产基地停产铜锡等原材料价格下跌导致公司出现存货跌价损失未来随着公司新建生产基地及增材制造子公司的逐步投产预计公司业TableTrend涨跌幅1M3M12M绝对收益91816绩将出现好转相对收益52138投资建议与评级预计公司2022-2024年营业收入分别为25532494049亿元归母净利润分别为67333115353772627669万元EPS分别为TableReport相关报告065148253元考虑到公司重庆生产基地即将投产泰国生产基地2023有研粉材锡粉3D打印材料销量增长公年三季度投产以及3D打印粉体材料产能逐步投产维持公司买入评司发展前景广阔级--20220826风险提示原材料价格大幅波动导致公司持续销售能力及销售回款受有研粉材潜心深耕粉材领域增材制造锦到影响的风险粉体材料下游需求不足的风险3D打印粉体材料下游订上添花单不稳定不确定的风险业绩预测和估值判断不及预期的风险--20220411财务摘要百万元TableFinance2020A2021A2022E2023E2024E营业收入17362781255032494049证券分析师赵丽明-1436016-82927392462执业证书编号S0550521100004归属母公司净利润1328167154263010-63210892zhaolmnesccn-11958-3854-1711128057114每股收益元179084065148253研究助理赵宇天市盈率0003398513622521316执业证书编号S0550122020005市净率000271305269223010-63210892zhaoytnesccn净资产收益率189482559411921695股息收益率045072000000000总股本百万股74104104104104请务必阅读正文后的声明及说明有研粉材公司深度TablePageTop目录1公司概况52募投项目投产在即铜粉和锡粉业务步入快速增长期621公司铜基锡基粉材品种丰富技术先进622新建生产基地陆续投产产能逐步扩张633D打印步入量产期特种粉材需求有望快速增长631着眼未来公司新设增材制造子公司6323D打印产业规模快速增长833金属3D打印材料发展空间广阔94高温合金粉末1241公司高温合金粉体材料品种丰富与钢研集团开展合作1242高温合金市场规模预期提升主要应用于航空航天1343高温合金粉末需求快速增长16431涡轮盘用高温合金粉体材料184323D打印用高温合金粉体材料205铝合金粉末2151公司铝合金粉末产品性能优异2152铝合金3D打印限制较多高强铝合金成发展方向22533D打印铝合金航空航天用量较大有望部分替代3D打印钛合金246铜合金粉末267盈利预测288风险提示29请务必阅读正文后的声明及说明232有研粉材公司深度TablePageTop图表目录图1有研粉材股权结构5图22017-2022Q3公司营业收入5图32017-2022Q3公司归母净利润5图4新设公司股权结构7图5雾化制粉工艺流程7图63D打印产业链8图7全球3D打印产业规模9图8中国3D打印产业规模9图92021年全球3D打印细分行业占比9图102021年全球3D打印原材料占比9图112017-2018年3D打印材料需求调研12图12高温合金市场份额基体元素14图13高温合金市场份额制备工艺14图14全球高温合金市场规模14图15中国高温合金市场规模14图16中国高温合金下游应用领域分布16图17真空感应熔炼气雾化法VIGA制粉工艺18图18等离子旋转电极法PREP制粉工艺18图19粉末高温合金技术路线图19图20高温合金在航空发动机上的应用20图21镍基高温合金粉末涡轮盘20图223D打印高温合金燃油喷嘴20图23DMRL团队拓扑优化燃料喷射器的3D模型21图24铝合金钛合金飞机中的用量25图25飞行器减重后经济效益与飞行速度的关系26图26C919登机舱门3D打印钛合金零部件分布26图27GRCop-42铜合金通过认证27图28使用铜合金粉末3D打印的燃烧室27图29铂力特铜合金3D打印结构件28表13D打印材料对比10表23D打印金属制粉的常用方法10表3金属3D打印材料汇总11表4主要特种金属3D打印材料企业11表5高温合金主要产品及应用领域13表6中国高温合金主要生产企业及产能15表7全球高温合金主要生产企业16表8中国高温合金各牌号成分及特性17表9两种制粉工艺特性比较18表10新设公司铝合金产品性能指标21表11新设公司铝合金粉末产品性能对比22表12AlSi10Mg铝合金粉末性能23请务必阅读正文后的声明及说明332有研粉材公司深度TablePageTop表13铝合金3D打印粉末研究成果23表14飞机常用铝合金24表15CuCrZr打印样件性能热处理态26请务必阅读正文后的声明及说明432有研粉材公司深度TablePageTop1公司概况有研粉末新材料北京有限公司成立于2004年隶属于有研集团2018年公司依法整体变更设立为股份有限公司2021年公司于科创板上市公司自设立以来一直专注于先进有色金属粉体材料的设计研发生产和销售在国内外有色金属粉体材料市场皆具有较强的市场竞争力目前公司主要产品包括铜基金属粉体材料微电子锡基焊粉材料和3D打印粉体材料等有色金属粉体材料行业是高端制造领域发展的重要基础属于国家重点支持的战略性新兴产业领域中的新材料产业截至2022年9月30日公司总股本10366万股流通股约629088万股目前有研集团累计持有公司3631的股权为公司的控股股东公司实控人为国务院国资委股权结构整体较为稳定图1有研粉材股权结构数据来源东北证券Wind根据2022年三季报公司前三季度实现营业收入2134亿元同比增长779归属于上市公司股东的净利润383611万元同比下降2203公司第三季度实现营业收入569亿元同比下降2016归属于上市公司股东的净利润57979万元同比下降6251公司第三季度业绩出现较大程度下滑主要原因有三受宏观经济下行和下游需求影响铜基和锡基粉体材料销售情况不及预期南方高温限电政策导致公司部分生产基地停产铜锡等原材料价格下跌导致公司出现存货跌价损失图22017-2022Q3公司营业收入图32017-2022Q3公司归母净利润数据来源东北证券Wind数据来源东北证券Wind请务必阅读正文后的声明及说明532有研粉材公司深度TablePageTop2募投项目投产在即铜粉和锡粉业务步入快速增长期21公司铜基锡基粉材品种丰富技术先进按照生产工艺划分公司铜基金属粉体材料主要包括三种即电解铜金属粉体材料雾化铜基金属粉体材料和其他铜基金属粉体材料主要应用于粉末冶金超硬工具电工材料摩擦材料等行业公司自主研究开发出高品质电解铜粉绿色制备技术已相对成熟并达到了国际先进水平公司通过自主研发系列无铅环保微电子焊粉制备及材料设计技术开发出能够替代原Sn-Pb合金的系列低中高温无铅合金焊粉促进全产业链的无铅环保化其中公司开发出Sn-Bi-CuSn-Bi-SbSn-Bi-Zn等低温无铅焊料解决了低温无铅焊料可靠性不足的问题也缓解了焊料无铅化以来成本急剧攀升的问题公司的焊粉制备技术人总体达到国际先进水平部分技术达到国际领先水平并在中高端应用技术领域优势明显22新建生产基地陆续投产产能逐步扩张招股说明书显示公司将利用上市募集资金进行重庆市綦江古剑山桥河工业园区粉体材料生产基地的建设实施主体为有研重冶该项目总投资1亿元电解铜金属粉体材料设计产能8000吨年雾化铜基粉体材料设计产能400吨年其他铜基金属粉体材料设计产能3200吨年锡粉设计产能400吨年目前全资子公司有研重冶已完成募投项目新建粉体材料基地建设项目主体工程建设进入设备安装阶段预计2022年12月31日前可完成项目建设并投入试生产此外为了开拓海外市场推进海外业务布局提升公司产品在海外市场的竞争力和占有率更好的满足客户需求提高收入规模和利润水平公司在泰国布局生产基地项目总投资970692万元电解铜金属粉体材料设计产能为4000吨年雾化铜基金属材料设计产能为1700吨年微电子锡基焊粉材料设计产能400吨年锡粉设计产能300吨年该项目已于2022年6月开工预计泰国生产基地2023年三季度投产重庆新建粉体材料生产基地投产后将替代部分现有产能产能净增约为3000吨预计2023年和2024年公司铜基金属粉体材料产量将分别提高3000吨和5700吨微电子锡基焊粉材料产量将分别提高400吨和700吨公司归母净利润分别增长1860万元和2410万元33D打印步入量产期特种粉材需求有望快速增长31着眼未来公司新设增材制造子公司2021年11月公司发布增材及特种粉体材料产业公司化运营项目可行性研究报告宣布将整合有研粉材旗下增材制造及高温特种粉体材料业务板块相关资源新设有研增材技术有限公司并实现独立运营新设公司将以市场需求为导向依托自身在金属粉末制备环节的技术优势围绕航空航天汽车国防军工医疗健康模具设计等下游应用领域开发生产增材制造金属粉体材料和高温特种粉体材料产品新公司的设立有助于突破增材制造及高温特种粉体业务板块的发展瓶颈增强企业核心竞争力把握增材制造和高温特种粉体行业发展机遇更好的满足下游领域市场需求从而提高公司的收入规模和盈利水平目前新设公司已正式投产新设公司计划注册资本为5000万元其中有研粉材以现金形式出资3000万元占请务必阅读正文后的声明及说明632有研粉材公司深度TablePageTop新设公司60股权有研粉材的全资子公司康普锡威以经评估的固定资产和无形资产形式出资1000万元占新设公司20股权钢研投资有限公司作为战略投资者以现金形式出资1000万元占新设公司20股权钢研投资与新设公司的客户钢研高纳同为钢研集团控股公司一般情况下钢研高纳进行合金设计和部分原材料准备有研增材利用雾化装备生产球形金属粉末提供给钢研高纳图4新设公司股权结构数据来源东北证券公司公告新设公司的主营业务包括增材制造金属材料和特种合金粉体材料的研发生产和销售其中增材制造金属粉体材料为重点发展方向主要产品为高温合金粉末铝合金粉末铜合金粉末等新设公司采用的粉末制备技术主要包括三类分别为真空气雾化制粉技术高压水雾化制粉技术和高速离心雾化制粉技术图5雾化制粉工艺流程数据来源东北证券公司公告铂力特是一家专注于工业级金属3D打印的高新技术企业其主营业务包括金属3D打印设备金属3D打印定制化产品及金属3D打印原材料的研发生产和销售是中国金属3D打印领先企业于2019年7月在科创板上市2019-2021年间铂力请务必阅读正文后的声明及说明732有研粉材公司深度TablePageTop特自有金属3D打印设备由90余台增长至240余台自研3D打印设备销量由35台增长至140台3D打印设备数量的增长有望带动3D打印金属原材料需求的不断提升目前铂力特是公司增材制造子公司的客户向其批量供货增材制造用铝合金粉末铜合金粉末等产品323D打印产业规模快速增长3D打印即快速成型技术的一种又称增材制造它是一种以数字模型文件为基础运用粉末状金属或塑料等可粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体的技术3D打印产业链上游包括原材料核心硬件和辅助运行设备中游为使用不同种类技术的3D打印设备即3D打印机目前主流的3D打印技术包括熔融沉积成型技术FDM光固化成型技术SLA等下游为3D打印的应用领域主要包括机械制造消费电子汽车航空航天医疗等图63D打印产业链数据来源东北证券中商情报网根据国际增材制造权威研究机构WohlersAssociates发布的最新增材制造产业报告WohlersReport20222021年全球3D打印产业规模为15244亿美元同比增长1949增速已恢复至疫情前水平2017-2021年中国3D打印产业规模由96亿元逐年上升至2615亿元年均复合增长率为2847预计未来3年中国3D打印产业规模仍将保持较快速度增长2024年达到500亿元请务必阅读正文后的声明及说明832有研粉材公司深度TablePageTop图7全球3D打印产业规模图8中国3D打印产业规模数据来源东北证券WohlersAssociates前瞻产业研究院数据来源东北证券前瞻产业研究院中商情报网33金属3D打印材料发展空间广阔从细分行业来看根据WohlersReport20222021年3D打印服务市场规模为6235亿美元占比413D打印装备销售总额3417亿美元占比2243D打印材料市场规模2598亿美元占比17在3D打印材料中聚合物粉材占比347光敏树脂占比252聚合物丝材占比199金属材料占比182图92021年全球3D打印细分行业占比图102021年全球3D打印原材料占比数据来源东北证券WohlersAssociates数据来源东北证券WohlersAssociates整体来说3D打印材料可分为金属3D打印材料和非金属3D打印材料金属3D打印材料包括各种合金粉末非金属3D打印材料则包括工程塑料光敏树脂陶瓷材料和细胞生物原料目前全球3D打印材料仍以非金属材料为主请务必阅读正文后的声明及说明932有研粉材公司深度TablePageTop表13D打印材料对比材料优点缺点应用领域金属性延展性良好的力学性成本高品质控制困难产品易金属材料航空航天汽车模具制造能较高的表面质量疏松高强度耐冲击性耐热性高汽车家电消费电子航空航工程塑料产品易出现各向不同性硬度抗老化性天医疗器械可用于制作高强度耐高温防光敏树脂高强度耐高温防水加工速度慢有一定污染水材料高强度高硬度耐高温低密成本高品质控制困难打印设陶瓷材料航空航天汽车生物度化学稳定性好耐腐蚀备功率大细胞生物原料生物相容性好产量低对打印设备要求高药物人体器官等医学领域数据来源东北证券前瞻产业研究院相较于传统金属加工工艺金属3D打印具备无模化可定制的优点其生产效率和产品质量均有较大程度提升在制造一些复杂精密的零部件时其优势更加显著在金属3D打印中金属粉末的质量对最终产品的结构和性能有很大影响金属粉末质量越好粒径越小最终产品的致密性和机械性能越好金属粉末制备方法按照制备工艺主要分为机械破碎法和物理化学方法的还原法电解法雾化法等目前3D打印所需金属粉末主要采用雾化法具体来说有等离子旋转电极雾化PREP气雾化GA等离子雾化PA表23D打印金属制粉的常用方法制粉方法PREPGAPA金属棒高速旋转并在等离将金属丝送入预先安装好的高温等离子体加热熔化离心力将液高压气流将熔融金属液破碎子体的焦点处金属丝迅速熔化或气原理体抛出并粉碎为细小液滴成小液滴后凝固成粉末化在沉积过程中与冷却用的惰性气最终冷凝为粉末体发生热交换凝固得到近球形粉体非活性金属高温合金的铸制粉类型合金棒活性金属和高熔点金属的金属丝块或金属丝粉末粒度m250100200VIGA较高细粉收得率低适中EIGA适中主要应用技术定向能量沉积粉末床熔融粉末床熔融数据来源东北证券焊接切割联盟金属3D打印材料主要包括铁基合金钛及钛合金镍基合金钴基合金铝合金其他金属和形状记忆合金SMA等目前国际市场上金属3D打印粉体材料供应商以欧美厂商为主如瑞典Sandvik美国CarpenterTechnology跨国公司GKN加拿大APC英国LPWTechnology等国内市场的主要厂商包括江苏威拉里无锡飞而康中航迈特上海材料研究所等请务必阅读正文后的声明及说明1032有研粉材公司深度TablePageTop表3金属3D打印材料汇总产品介绍3D打印金属材料中研究较早较深入的一类合金较常用的有工具钢316L不锈钢M2高速钢H13铁基合金模具钢和15-5PH马氏体时效钢等铁基合金使用成本低硬度高韧性好具有良好的机械加工性以其显著的比强度高耐热性好耐腐蚀生物相容性好等特点成为医疗器械化工设备航空航天钛及钛合金及运动器材等领域的理想材料目前3D打印钛及钛合金的种类有纯TiTi6Al4VTC4和Ti6Al7Nb可广泛应用于航空航天零件及人工植入体骨骼牙齿等一种发展最快应用最广的高温合金其在650-1000高温下有较高的强度和一定的抗氧化腐蚀能镍基合金力广泛应用于航空航天石油化工船舶能源等领域可作为高温合金使用但因资源缺乏发展受限由于钴基合金具有比钛合金更良好的生物相容性目钴基合金前多作为医用材料使用用于牙科植入体和骨科植入体的制造密度低耐腐蚀性能好抗疲劳性能较高且具有较高的比强度比刚度是一种理想的轻量化材料铝合金3D打印中使用的铝合金为铸造铝合金常用种类有AlSi10MgAlSi7MgAlSi9Cu3等铜合金具有优良的导热导电延展耐腐蚀等特性在航空航天武器装备等应用场合是必选材料铜合金在3D打印中铜材料应用较晚但近年来呈现快速发展趋势SMA在机器人汽车航空航天生物医疗等领域有着广阔的应用前景NiTi合金是目前发展比较成形状记忆合金熟的SMA但NiTi合金是难加工材料将3D打印技术应用于SMA零件的制造不仅有望解决SMASMA的加工难题还能实现传统工艺无法实现的复杂点阵结构的制造数据来源东北证券前瞻产业研究院表4主要特种金属3D打印材料企业企业产品类别制备技术产能吨年国外主要生产企业镍基超合金工模具钢Sandvik真空气体雾化3000不锈钢Carpenter不锈钢工具钢真空气体雾化3000TechnologyGKN铁基合金钛合金高压水雾化气体雾化2000APC钛合金等离子火炬雾化100气体雾化等离子体雾LPWTechnology铝基钴基铜基1000化离子球化国内主要生产企业中国航发北京航高温合金工模具钢真空气体雾化450空材料研究院不锈钢江苏威拉里新材钛合金镍基高温合金真空气雾化等离子雾化300料科技有限公司无锡飞尔康钛合金粉末电极感应熔化气雾化60真空感应气雾化等离子钛合金高温合金镍中航迈特旋转电极雾化电极感应800基合金钴铬钨合金气雾化钛合金镍基高温合上海材料研究所电极感应熔炼气体雾化NA金不锈钢模具钢数据来源东北证券有研粉材公司公告请务必阅读正文后的声明及说明1132有研粉材公司深度TablePageTop法国3D打印公司Sculpteo对2017年和2018年多家企业3D打印原材料需求进行了调研结果显示2018年仅有金属3D打印材料的运用率有所提升IDTechEx在金属增材制造2022-2032技术与市场展望中预测到2032年金属增材制造全球市场规模将超过180亿美元2022年2032年期间的年均复合增长率可达188虽然当前金属3D打印材料使用频率较低但未来随着金属3D打印市场规模的扩大各类金属粉末的需求也将持续增长图112017-2018年3D打印材料需求调研数据来源东北证券Sculpteo4高温合金粉末41公司高温合金粉体材料品种丰富与钢研集团开展合作公司高温合金粉体产品主要分两大类一是涡轮盘用高温合金粉体材料二是3D打印用高温合金粉体材料涡轮盘用高温合金粉体材料主要用于生产航空发动机中的美系涡轮盘3D打印用高温合金粉体材料主要用于生产各类以高温合金为原材料的复杂零部件的制造3D打印用高温合金粉体材料牌号比较多公司利用具有自主知识产权的核心技术和装备已成功开发出GH4169GH3536GH3230K418M400等高温合金粉体材料公司对GH4169GH3536GH3230M400等进行成分调控已通过用户认可形成批量供货随着高温合金粉末市场规模的不断扩大多品类高温合金的应用需求不断提升公司可根据用户要求实现特殊牌号高温合金粉体的定制化生产公司引入钢研投资作为新设公司的战略投资者钢研投资是钢研集团的全资控股公司钢研集团旗下的钢研高纳是国内高温合金领域技术先进产品种类最齐全的企业之一产品涵盖镍基钴基铁基等高温合金的多个细分领域因此需要与上游优质粉末供应商开展深度合作钢研投资承诺对新设公司投资入股后将提供钢研高纳自身市场资源采购新公司的增材制造金属粉末产品同时借助其在粉末涡轮盘细分领域的优势提供优质的高温合金粉末市场资源这有助于新设公司顺利切入高端产品市场迅速扩大自身产销规模利于公司长期发展请务必阅读正文后的声明及说明1232有研粉材公司深度TablePageTop42高温合金市场规模预期提升主要应用于航空航天高温合金是指能在600以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料具有优异的高温强度良好的抗氧化和抗热腐蚀性能良好的疲劳性能断裂韧性等综合性能按照基体元素高温合金可以分为铁基高温合金143镍基高温合金80和钴基高温合金57铁基高温合金使用温度一般只能达到750780难以满足当前下游领域对高温材料承受高温能力的要求钴基高温合金虽然耐热性能较好但由于钴资源产量比较少加工比较困难整体用量不多按照制备工艺高温合金可以分为变形高温合金70铸造高温合金20和粉末高温合金10变形高温合金指可以进行冷热变形加工具有良好的力学性能和综合强度韧性具有较高的抗氧化抗腐蚀性能的一类合金铸造高温合金指以铸造方法直接制备零部件的一类合金粉末高温合金是指用粉末冶金工艺制成的高温合金表5高温合金主要产品及应用领域类型产品应用领域高温合金母合金主要供应各航空航天发动机船用发动机精铸件生产等轴晶精密铸造制品应用于航空航天发动机燃气轮机汽车等领域精密铸造合金制品不锈钢合金精铸件应用于船舶雷达等领域铸造高温合金定向凝固叶片高温合金叶片单晶叶片各类航空发动机和高温合金叶片等轴晶叶片可用于制作-253900之间特殊环境下使用的涡轮盘锻件叶片等转动部件及机匣环形件拉杆轴等热端高温合金盘锻件承力件应用于航空发动机航天动力地面及石油化工勘探及核工业等领域应用于航空航天能源石油化工勘探核工高温合金棒材板带材管材丝材变形高温合金业冶金机械电力及玻璃建材等领域高温合金环件应用于燃烧室的筒体和法兰部件可生产高温合金涡轮盘轴类锻件高均质化长寿命高均质涡轮盘高温模具材料及各种规格高速钢棒材适用于核电石化电力汽车纺织化工食品等司太立耐磨制品诸多领域粉末高温合金高品质金属粉末应用于航空航天能源石化医学等领域数据来源东北证券钢研高纳官网请务必阅读正文后的声明及说明1332有研粉材公司深度TablePageTop图12高温合金市场份额基体元素图13高温合金市场份额制备工艺数据来源东北证券华经情报网数据来源东北证券华经情报网根据前瞻产业研究院数据2020年全球高温合金市场规模为137亿美元预计2024年将达到173亿美元2020-2024年年均复合增长率62015-2021年中国高温合金市场规模由78亿元逐年扩大至219亿元年均复合增长率1877预计未来高温合金需求将继续保持较快增长图14全球高温合金市场规模图15中国高温合金市场规模数据来源东北证券前瞻产业研究院数据来源东北证券华经情报网目前国内高温合金生产企业主要包括三类以抚顺特钢宝钢特钢长城特钢为代表的特钢企业以钢研高纳北京航材院中科院金属所为代表的研究生产基地以图南股份中洲特材隆达股份为代表的民营企业国际高温合金生产企业主要包括PCCCarpenterAlleghenyHaynes等请务必阅读正文后的声明及说明1432有研粉材公司深度TablePageTop表6中国高温合金主要生产企业及产能公司名称简介始建于1937年主要从事特殊钢和合金材料的研发和制造主要产品为合金结构抚顺特钢钢工模具钢不锈钢和高温合金2000年抚顺特钢在上海证券交易所上市公司现有高温合金产能超过10000吨年成立于1958年主要从事特殊钢材的研发生产和销售主要产品为高温合金宝钢特钢钛合金不锈钢高强结构钢轴承钢公司现有高温合金产能1500吨年成立于1965年主要从事特殊钢材的研发生产和销售主要产品为碳结钢合长城特钢结钢齿轮钢轴承钢弹簧钢工模具钢不锈钢高温合金耐蚀合金精密合金等公司现有高温合金产能1500吨年成立于1956年主要从事航空先进材料应用基础研究材料研制与应用技术研究北京航材院和工程化研究同时具备铸造高温合金母合金铸造单晶高温合金叶片的研究制造生产能力公司现有高温合金产能4500吨年成立于2002年主要从事航空航天材料中高温合金材料的研发生产和销售产品定位在高端和新型高温合金领域面向的客户以航空航天发动机装备制造企业和钢研高纳大型的发电设备企业集团为主同时也向冶金化工玻璃制造等领域的企业销售用于高温环境下的热端部件2009年钢研高纳在深圳证券交易所创业板上市公司现有高温合金产能13000吨年成立于1953年是我国材料科学与工程研究的重要研究基地主要研究对象为高性能金属材料新型无机非金属材料和先进复合材料等同时具备铸造高温合金中科院金属所含铸造单晶高温合金以及铸造高温合金含铸造单晶高温合金叶片的生产能力公司现有高温合金产能1000吨年成立于2004年是中科院金属所的控股子公司主要从事耐高温耐腐蚀耐磨中科三耐损高温合金材料及其精密铸件的研究与生产公司现有高温合金产能400吨年成立于1991年主要从事高温合金特种不锈钢等高性能合金材料及其制品的研图南股份发生产和销售2020年图南股份在深圳证券交易所创业板上市公司现有高温合金产能3000吨年成立于2003年主要从事高端钛合金材料高性能高温合金材料超导材料的研西部超导发生产和销售2019年西部超导在上海证券交易所科创板上市公司现有高温合金产能2000吨年成立于2013年主要从事高温耐蚀合金材料及其制品研发生产和销售2021中洲特材年中洲特材在深圳证券交易所创业板上市公司现有高温合金产能4000吨年成立于2004年主要从事高温合金合金材料的研发生产和销售2022年隆隆达股份达股份在上海证券交易所科创板上市公司现有高温合金产能5000吨年数据来源东北证券Wind隆达股份招股说明书观研报告网请务必阅读正文后的声明及说明1532有研粉材公司深度TablePageTop表7全球高温合金主要生产企业公司名称简介注册于美国主要从事特定应用领域高性能镍基合金研发生产和销售其前身可追溯至1835年成立的SpecialMetalsCorporationSpecialMetalsWigginLimited2005年被PrecisionPrecisionCastpartsCorporationCastpartsCorp收购注册于美国成立于1952年主要产品为用于等轴CannonMuskegonCorporation晶定向凝固和单晶重熔应用的镍基和钴基合金同时生产不锈钢产品注册于美国成立于1889年主要从事特定应用领域CarpenterTechnologyCorporation高性能特殊合金材料研发生产销售注册于美国成立于1996年合并了历史悠久的Teledyne和AlleghenyLudlum主要从事特种合金及成AlleghenyTechnologiesIncorporated品的研发生产和销售服务航天国防能源等领域注册于美国超过100年的合金生产历史主要从事HaynesInternationalINC耐高温和耐腐蚀高品质镍基和钴基合金产品的研发生产和销售数据来源东北证券隆达股份招股说明书从下游需求来看目前高温合金消费占比最高的三个应用领域分别是航空航天电力和机械占比分别为5520和10工业汽车和石油石化等行业消费占比较小分别为73和3图16中国高温合金下游应用领域分布数据来源东北证券中商情报网43高温合金粉末需求快速增长从技术上来看以镍基粉末高温合金为例其目前已经历了三代的研制历程欧美等国已经研制出了第四代粉末高温合金第一代粉末高温合金是在变形高温合金和请务必阅读正文后的声明及说明1632有研粉材公司深度TablePageTop铸造高温合金的基础上适当降低碳含量添加了MC型强碳化物形成元素NbHf等以防止形成原始粉末颗粒边界PPB而发展起来的第一代粉末高温合金中强化相含量高晶粒细小抗拉强度高其使用温度通常在650解决了传统高温合金高合金化难变形问题第二代粉末高温合金增大了第一代高温合金的晶粒度解决了蠕变性能拉伸强度与损伤容限之间平衡裂纹扩散速率低为其突出特点第三代粉末高温合金在合金成分上进行了优化提高了合金化程度并采用了合适的冶金工艺因此具有更高的高温强度和更好的损伤容限第四代粉末高温合金通过成分调整和工艺优化来获得更高的工作温度使其具有高强度高损伤容限和高工作温度的特点粉末高温合金的化学成分非常复杂一般都含有十几种合金元素按照其在合金中的基本作用可分为六类1形成面心立方元素铁钴镍锰构成高温合金的奥氏体基体2表面稳定元素铬铝可提高合金抗氧化能力钛钽有利于抗热腐蚀3固溶强化元素钨钼铬铌钽铝溶解于基体强化固溶体4金属间化合物强化元素铝钛铌钽铪钨形成金属间化合物强化合金5碳化物硼化物强化元素碳硼铬钨钼钒铌钽铪锆氮主要形成初生和次生的各种类型碳化物和硼化物强化合金6晶界和枝晶间强化元素硼铈钇锆铪以间隙原子或第二相形式强化晶界表8中国高温合金各牌号成分及特性化学成分质量分数物理性能合金质量完全溶牌号CCoCrWMoAlTiNbBZrHf其他Ni密度gcm分数解温度FGH91003017001500500400350微量微量余量451145800FGH9500558471220342361351255340微量微量余量501160827FGH96003013001580414433226388082微量微量余量371135832FGH9700401580910560390510180260微量微量0300008Ce余量601180830FGH98005020601300210380340370090微量微量240Ta余量501160826FGH981005020601300380270350350150微量微量020160Ta余量551165FGH99003020001300430290360350150微量微量035150Ta余量数据来源东北证券中国粉体网粉末的制备是粉末高温合金生产过程中最重要的环节粉末的质量直接影响零件的性能目前在实际生产中主要有两条工艺路线分别为美系气雾化制粉工艺和俄系等离子旋转电极法制粉工艺请务必阅读正文后的声明及说明1732有研粉材公司深度TablePageTop图17真空感应熔炼气雾化法VIGA制粉工艺图18等离子旋转电极法PREP制粉工艺数据来源东北证券中国粉体网数据来源东北证券中国粉体网气雾化制粉是以高速气流将高温合金液流直接击碎成粉末的过程该方法具有雾化效率高设备相对简单成本低等特点气雾化制粉目前的研究方向包括细小粒度及纯净高温合金粉末的制备以缓解由于采用自由落体式雾化喷嘴和粉末制备过程中与陶瓷件接触造成的粉末夹杂物含量高的问题等离子旋转电极法制粉工艺是将高温合金制成电极棒电极棒一端采用等离子弧加热另一端与高速电机连接在离心力的作用下熔化的金属经甩出后形成粉末该工艺的特点是粉末的纯度高非金属夹杂物含量低氧含量低粉末粒度分布窄球形度好但由于受到电极棒转速的限制粉末粒度较粗且该工艺设备复杂投资较大表9两种制粉工艺特性比较制粉工艺粉末形状及特征粉末粒度粉末纯度氧含量生产效率主要为球形空粒度分布范围宽平纯度较差存在坩气雾化法氧含量较高高心粉较多均粒度较细埚等污染粒度分布范围较窄纯度较高基本保氧含量较低与母合金棒球形表面光洁等离子旋转电极法平均粒度较粗一般持母合金的水平料相当小于0007质低空心粉少大于50m无坩埚污染量分数数据来源东北证券中国粉体网431涡轮盘用高温合金粉体材料用于涡轮盘的高温合金主要涉及到粉末的制备粉末固结成型热处理等工艺过程目前主要采用的加工路线有三种制粉固结成型热处理制粉固结成型热锻造热处理制粉固结成型热挤压热锻造热处理请务必阅读正文后的声明及说明1832有研粉材公司深度TablePageTop图19粉末高温合金技术路线图数据来源东北证券中国粉体网中国粉体网表示高温合金粉末固结成型工艺主要包括真空热压成型热等静压成型热挤压等温锻造等其中热等静压和热挤压工艺使用最为广泛热等静压处理的基本原理是以气体或液体作为压力介质使材料在加热过程中经受各向均衡的压力借助于高温与高压的共同作用促进材料致密化和元素扩散使内部的孔隙和微裂纹等缺陷闭合起到提高铸件整体力学性能的目的热挤压是指将坯料加热至再结晶温度以上使其在强烈的挤压力作用下从挤压模口中流出或流入细小的模腔中最终获得所需加工件的压力加工方法中国粉体网指出高温合金热处理工艺是指高温合金材料在固态下通过加热保温和冷却的方式以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺是改变合金显微组织挖掘合金潜力改善其综合性能的关键手段之一近年来研究较为深入的热处理工艺主要是固溶处理和时效处理固溶处理是指在高于高温合金组织内析出相的全溶温度使合金中各种分布不均匀的析出相充分溶解至基体相中从而实现强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能消除残余应力的作用以便继续加工成型并为后续时效处理析出均匀分布的强化相做准备时效热处理是指在强化相析出的温度区间内加热并保温一定时间使高温合金的强化相均匀地沉淀析出碳化物等均匀分布从而实现硬化合金和提高其强度的作用从需求上来看用于粉末冶金的高温合金粉体材料主要用于航空发动机涡轮盘的制造航空发动机被称为工业之花是航空工业中技术含量最高难度最大的部件之一在航空发动机上高温合金主要用于燃烧室导向叶片涡轮叶片和涡轮盘四大热端零部件其中涡轮盘是航空发动机重要的核心热端部件其工作条件十分苛刻需要在高温高转速高应力高速气流下工作涡轮盘在工作中受热不均盘的轮缘部位比中心部位承受更高的温度产生很大的热应力榫齿部位承受最大的离心力所受的应力更为复杂因此涡轮盘的冶金质量和性能水平对于发动机和飞机的可靠性安全寿命和性能的提高具有决定性作用随着对于发动机推重比和功重比的要求越来越高对涡轮盘材料的性能要求也越来越严格使用传统工艺制备的高温合金容易产生严重的成分偏析且压力加工成型困难难以满足实际需求粉末高温合金利用粉末冶金工艺生产以精细金属粉末作为成型材料制造成涡轮盘解决了传统传统高温合金偏析严重热加工性能差成型困难等问题具有合金化程度高晶粒细小组织均匀屈服强度高疲劳性能好等优点已成请务必阅读正文后的声明及说明1932有研粉材公司深度TablePageTop为目前高性能航空发动机涡轮盘的首选材料图20高温合金在航空发动机上的应用图21镍基高温合金粉末涡轮盘数据来源东北证券图南股份招股说明书数据来源东北证券公开资料整理4323D打印用高温合金粉体材料用于3D打印的高温合金粉体材料可用于航空航天领域复杂高温合金零部件的制造以优化其设计并提升生产效率2021年8月GE航空增材制造中心生产的第10万个3D打印发动机燃油喷嘴下线这款3D打印燃油喷嘴用于LEAP发动机中根据发动机型号的不同每台发动机需要安装18或19个燃料喷嘴燃油喷嘴以高温合金中的钴铬合金制成与传统的双环预混悬流相比该款3D打印燃油喷嘴直接设计成1个零件一次打印成形因此其重量减轻25制造成本降低30寿命延长了5倍图223D打印高温合金燃油喷嘴数据来源东北证券GEAviation除此之外用于3D打印的高温合金粉体材料还可用于导弹等武器装备核心部件的制造2021年印度国防冶金研究实验室DMRL的研究人员以IN718合金与中国GH4169相似为原材料使用3D打印技术创建了一个升级版的燃料喷射器请务必阅读正文后的声明及说明2032