2022年全球及中国环形锻件行业市场发展建议分析及竞争规模研究预测

（1）环形锻件行业发展基本概述：环形锻件是航空发动机的关键锻件，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。因此，近似于零件外廓的异形环件的生产质量和制造技术对于降低发动机研制成本和提高发动机研制生产能力都具有十分重要的影响。

当前我国中低端锻件产能过剩，但航空航天领域的部分关键锻件与国外发达国家尚存在较大差距，比如我国部分关键锻件材料利用率低、环件的组织性能均匀性和稳定性不高、环件尺寸精度低、研制周期长。造成上述状况的根本原因是我国高端装备发展过程中长期“重型号、轻工艺”、“重产品、轻工艺”，即重型号设计、轻工艺研究，在工艺领域又“重冷（加工制造工艺）轻热（成形制造工艺）”，没有从锻造技术对飞机发动机更新换代具有显著的推动作用的认识高度进行统筹安排，对于先进辗轧技术方面的研究未能得到足够重视，工艺水平落后，缺乏先进的工艺控制手段和系统理论架构的支持。

（2）行业运行基本态势分析：近年来，随着我国经济实力的增强和国防科学技术的发展，各行业对辗轧环件的应用需求都呈现大幅度增长。在我国目前批产和在研的各种型号航空发动机中，高温合金、钛合金等难变形材料大型环件的应用十分广泛。提高我国环件辗轧技术水平已经成为提高我国武器装备研制生产能力和性能水平的一个共性问题。一方面，各种新型难变形材料的应用日益广泛，迫切需要科学的工艺设计手段以确保工艺质量；另一方面，对环件的尺寸精度、冶金质量、生产成本和生产周期的要求更加严格，从而对我国目前相对落后的环件辗轧技术提出了严峻挑战。航空难变形金属材料环形锻件领域的发展主要呈现以下趋势：

1)在航空环锻件材料冶炼环节，不断开发耐高温、变形抗力更强的合金材料以满足下一代航空发动机的要求；

2)在航空环锻件设计环节，使用更多镍、钴基高温合金，新型钛合金以确保对高温、高压等极端环境的更强耐受能力；

3)在航空环锻件制造环节，要求航空环锻件产品尺寸范围更大、形状更加复杂，航空环锻件产品加工难度持续增加。

中金企信国际咨询公布的《全球及中国环形锻件市场全景监测调研及竞争战略可行性预测报告（2022版）》

（3）基本特点：

1）行业进入壁垒高：由于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，因此航空发动机对于锻件的材料、质量、性能的要求都非常高，目前国内仅有少数企业能够进行高性能、高精度环形锻件产品的研制生产。一般企业进入该行业存在相当大的壁垒，主要体现在技术工艺、资质、人才、质量管理等方面。

2）技术密集型特征强：由于航空锻件需满足高性能、长寿命、高可靠性的要求，且要求各批次产品之间有较高的稳定性和一致性，因此要求企业在材料成形与性能控制的基础研究和应用研究领域有较深的认识，能够掌握先进航空材料的材料变形规律与组织性能之间的关系，产品设计和生产制造水平要求高，因此行业技术水平要求较高，属于技术密集型行业。行业的技术密集型特征有材料应用技术、产品制造技术和工艺水平、产品应用领域、产品性能和精度和产品过程控制水平等方面。

3）产品研发周期长，具有定制化特征：航空发动机零部件性能直接影响航空发动机的性能和服役周期，航空发动机制造商为保证航空发动机性能，通常在整机研发的同时要求航空发动机零部件生产企业配合其进行同步研发，航空发动机零部件从研发设计、首件试制到产品定型批量生产的周期较长；而航空发动机产业链长，主机厂掌握核心集成技术，而零部件生产由各零部件生产商分工协作完成，无论在产品研发时期还是批量生产阶段，行业内企业需要紧密配合客户进行同步研发、生产。

此外，由于航空发动机、燃气轮机等产品型号众多、产品需求各异，每种型号的产品在材料、规格、性能方面均具有特殊性要求，客户的定制化需求较多，因此产品具有定制化特征。

4）保密性要求高：由于行业下游航空发动机、燃气轮机属于先进高端装备，特别是预研、在研及生产阶段中，均可能涉及国家机密或商业机密，因此航空锻造企业具备较高的保密性要求。

5）下游客户的供应商选择具有稳定性、排他性：航空锻件主要应用在航空航天等高温、高压或耐腐蚀等极端恶劣条件下，产品的性能稳定性和质量可靠性是客户最先考虑的因素，因此客户选定供应商后，就不会轻易更换；在既定的产品质量标准下，客户更换零部件供应商的转换成本较高且周期较长，若锻件研制企业提供的产品能持续符合客户的质量要求标准，下游客户将与其形成长期稳定的合作关系，一旦形成了稳定的合作关系，一般不会轻易改变，因此客户与锻件研制企业的合作关系能够保持长期稳定，且具有一定的排他性。

（4）主要技术门槛：高性能、长寿命、高可靠性，是航空航天等领域高端装备锻件制造追求的永恒目标，以满足高温、高压、高转速、交变负载等极端服役条件。采用轻质、高强度、耐高温等航空难变形金属材料，比如高温合金、钛合金、铝合金、高强度钢等，是实现这一目标的重要途径。然而，这些材料合金化程度高、成分复杂，从而给锻造过程带来诸多难点：①塑性差，锻造过程容易开裂（如高温合金GH4141、钛合金TA7等），需要严格控制变形程度；②变形抗力高、流动性差（如高温合金Waspaloy等），需大载荷设备，且金属难以填充型槽而获得精确形状尺寸；③锻造温度范围窄，易产生混晶、组织不均匀问题，增加锻造火次和操作难度；④对变形程度、变形：速率和应力应变状态等较为敏感，锻造过程难以控制；⑤微观组织状态复杂多样，且对工艺条件较为敏感，组织性能难以控制。

上述难变形材料锻造难度大，对锻造工艺和热处理工艺都有非常严格的要求，生产过程必须严格控制各项工艺参数，形成配套完整的控制体系和控制规范，才能使产品的性能指标达到使用要求。因此锻造企业取得这些工艺参数和形成有效的控制体系，不但需要具备深厚的材料和锻造理论知识，而且需要进行大量的反复计算分析、工程试验验证和长期的工程实践。经过验证的成熟生产工艺是该行业的主要技术壁垒之一。

航空难变形金属材料环形锻件大部分为定制化生产的非标产品，具有批量小、形状尺寸多样等特点。企业只有通过研制经验的长期积累，才能形成针对各类产品的研制经验数据库（如：材料的热处理参数、锻压参数、机加工余量参数等），只有在这些个性化数据库的支撑下，借助CAPP、MES等先进信息化手段，用以提升产品质量的稳定性和可靠性，并为新产品的研发提供经验参考和数据支撑，企业才能更好地满足定制化产品的市场需求。基于经验积累的工艺数据库是该行业又一个关键技术壁垒。

（5）行业竞争格局及发展趋势分析：从国际航空锻造领域的竞争格局来看，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。

从境外市场看，CARLTON、DONCASTERS、HWM等知名锻造企业及所属产业集团，企业发展历史悠久，资本实力雄厚，工艺水平和技术实力处于国际领先水平。通过多年的产业整合，这些企业目前基本已形成原材料、熔炼合金、锻造成形、机加、装配等完整的航空零部件产业链条。

（1）行业面临的发展机遇

1）在建设战略空军的背景下，军用飞机换代升级，航空环锻件市场前景广阔：与军事强国相比，我国空军装备在加油机、预警机等特种战机数量上差距巨大；而从军机结构上来看，我国战斗机老旧机型较多，主要以二代机、三代机为主。在建设战略空军的背景下，军用飞机升级换代，将带动军机配套零部件市场的发展。参与关键军用航空发动机整机同步研发的航空环锻件研制企业，未来有望在军用航空市场占据领先位置。

2）国际航空零部件转包业务逐渐向中国及亚太地区转移：国际航空零部件主要采用转包生产模式，即航空发动机零部件在全球范围内生产制造，整机组装由国际航空发动机制造商完成。一方面，随着中国航空零部件制造商的涌现，生产工艺和技术水平不断提高，产品质量和稳定性能够满足国际航空发动机制造商的高品质要求；另一方面，出于降低成本、提高盈利能力的考虑，国际航空发动机零部件转包业务逐渐向中国及亚太地区转移，为中国及亚太地区领先的航空发动机环锻件研制企业带来了发展机遇。

3）大型飞机等高端装备重点工程实施，我国航空工业有望实现跨越式发展：当前，我国民用航空工业发展面临难得的发展机遇。一是航空产业发展受到高度重视和广泛关注，国家将航空装备列入战略性新兴产业重点发展方向，实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机重大专项，提升我国航空的自主设计和系统集成水平，将推动我国民用航空工业实现快速发展；另一方面，我国经济高速发展和国防现代化建设为民用航空工业发展提供广阔的市场空间，尤其是空域管理改革和低空空域开发步伐加快，为我国航空工业发展带来了新的市场机遇。

（2）行业面临的挑战：

1）新一代航空新材料应用节奏加快，复合材料未来将得到更多应用：随着新一代航空发动机的研制步伐加快，更多的航空新材料得以应用。新材料应用研究工作需要进行大量的验证试验，前期研发投入大，验证周期长，产业化难度大。从国内以往经验来看，一种新材料从研制到成熟应用基本上需要经历10年以上的研制周期。这需要企业不断加大研发投入。

另外，未来航空发动机等高端装备对航空材料提出了高综合性能、结构功能一体化、结构整体化、低成本控制等要求。随着复合材料、铝锂合金等轻质材料的发展，现有难变形材料存在未来被上述材料替代的风险。这需要企业加大研发力度，针对新材料研究更先进的成型技术，迎接未来新的变革。

2）新技术、新工艺带来的挑战：随着科技日新月异的快速发展，新的成型技术也不断涌现。例如3D打印、喷射成型等新技术逐渐被引入航空发动机零部件的制造领域。单一的成型工艺也在向多学科交叉发展，比如辗轧+胀形、辗轧+旋压、辗轧+旋压+3D打印等等。这要求企业积极把握新的技术发展方向，持续开展新技术、新工艺研究，快速掌握新的制造技术，引领和培养新的市场。