航空发动机维修工作根据其内容的不同可以分为航线维修和定期检修、返厂大修。 其中，返厂大修涉及发动机的拆解，以及轴、盘等转子部件的更换或修理，主要包 括性能恢复和时寿件更换两大部分。在经历长时间运行后，发动机的状态会下降， 这时就需要对其进行修理，理论上来说，通过返厂大修后，发动机能够完全恢复其 原有的可靠性，能够继续执行另一个大修周期的任务。
（1）性能恢复：高温、腐蚀及疲劳造成的零部件损伤，最终引起核心机性能衰退。随着发动机在役时间的增长， EGT（排气温度）逐渐升高，同时零部件的磨损和疲劳逐渐加重，进一步加速发动 机性能衰退。考虑到零部件的材料和性能，OEM（原始设备制造商）会确定一个EGT 上限，一旦达到就要求发动机进行车间维修以恢复发动机的性能。进行发动机性能 恢复，通常需要拆解核心机，并详细检查气路部件（叶片等）的状况，进行必要的修理或更换。在发动机车间维修期间，通常服务通告SB（Service Bulletin）和适航指 令AD（Airworthiness Directive）会一并执行。（2）时寿件更换：压气机和涡轮的 鼓盘、轴或轮盘通常具有固定的寿命，一旦达到寿命，不管其状况如何均需要更换。
三、商业模式：工艺迭代牵引多寡格局，资本开支强化壁垒（一）竞争格局：全球范围看，多寡头格局特征明显，长周期稳固性强
1.全球范围看，高温合金中上游环节竞争集中度低于下游，且美国主要高温合金企 业的营收差距相对较小。
高温合金产业链下游市场集中度较高。高温合金产业链下游整机市场呈现明显的寡 头垄断局面，发动机市场则集中于法国SAFRAN、美国GE、美国P&W和英国R-R四 家公司。整机市场方面，全球每年新机交付中，波音和空客2010~2020年的合计交 付量占比全球交付量年平均达到90%，二者长期垄断全球85%以上的市场份额。发 动机市场方面，2020年全球民用发动机市场主要集中在于GE、P&W和SAFRAN三 者，2020年全球发动机交付量 在手订单总数，GE占到6%，P&W占到17%，GE和 SAFRAN各出资一半成立的子公司CFM占到52%，也即是GE、P&W和SAFRAN合 计市场份额达到75%，加上R-R近8%的市场份额，四者全球市场份额达到82%。
高温合金市场集中度相对下游较分散，美国主要企业的高温合金营收规模差异不明 显。全球高温合金的代表企业为HAYN（Haynes International）、CRS（Carpenter Technology Corporation）、ATI（ALLEGHENY TELEDYNE INC）和Special metals （PCC子公司）等。
对HAYN、CRS和ATI主要企业2010~2020年的营收进行拆分 （HAYN高温合金营收由其“耐高温合金”子版块营收代表，CRS高温合金营收由其 “特种合金”、“不锈钢”和“合金和工具钢”三个子版块营收代表，ATI高温合金 营收由“镍基合金和特种合金”、“精密锻件和铸件”和“锆及相关合金”三个子版 块营收代表），ATI的高温合金系列产品的年营收规模较其他主要供应商稍高，HAYN 与CRS高温合金材料营收相当，其中或主要系ATI产业链及产品品类相较其余二者较 完备——ATI不仅生产并出售高温合金材料，还加工高温合金出售部件级锻件和精密 铸件给下游发动机企业，但HAYN和CRS主要聚焦于高温合金材料的出售。
ATI和CRS高温合金年营收高于HAYN，主要系钢铁厂出身，具备产能优势。ATI在 1938年由Allegheny钢铁公司和Ludlum钢铁公司合并而成，CRS在1889年作为钢铁 公司而被创立，而Haynes1912年以镍、钴合金制造出身。因此，ATI和CRS金属工 业生产基础较强，原料提纯和母合金成形加工设备规模更大。从机器设备原值来看， ATI和CRS各年的水平明显高于HAYN，CRS在2001~2007年间机器设备原值平均为 11亿美元，而HAYN仅为0.97亿美元。此后，ATI发展自己的高温合金锻件和精密铸 件部件级产品，并进行了系列重大收购增强锻造和铸造实力——2009年收购 Crucible Compaction Metals和Crucible Research，增强其粉末冶金业务能力，2011 年收购大型锻造企业Ladish，以及2014年收购精密铸件公司Dynamic Flowform；因 此该公司设备规模逐渐与CRS拉开差距。
2.国内看，特钢系背景企业产能及规模优势突出，国企与民企的规模差距较为明显
目前我国国内高温合金形成产能的企业主要为特钢企业、研究院转型企业及少数民 营企业。一类是特钢企业，目前抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢、中信特钢等拥有高 温合金产能及产量，以变形高温合金为主要产品，依托生产设备齐全、拥有大规模 熔炼能力的优势，以生产批量较大、结构简单的合金板材、锻件等为主。另一类是研究院转型企业，包括钢研总院（钢研高纳）、北京航空材料研究院、中科院金属所 （中科三耐）等；科研机构研究实力较强，以生产较小批量、结构复杂高端产品为 主，主要供应航空航天、船舶等高端领域需求。另外一类是具有民营背景的企业，如 图南股份、西部超导、隆达股份、中航上大、中州特材、四川六合等。
营收端，特钢系企业及科研院所转型企业规模领先，其中特钢系企业产能优势突出， 并卡位当前用量较大的变形高温合金领域；科研院所转型企业如钢研高纳，工艺广 度及收入规模看优于其他企业，同时经并购民用领域高温合金企业，实现规模的快 速提升。科研生产体制及技术壁垒等原因，国内民营企业进军高温合金行业相对较 晚，同时在高端装备领域，聚焦于少数工艺路线，规模差距与特钢系及科研院所转 型企业仍有较大差距。
（二）为何走向多寡头：下游对高可靠的要求促较低的技术迭代速率
1.下游应用领域使用环境复杂且恶劣，研制时间长、可靠性要求高，牵引上游高温合 金材料的较低技术迭代。据《航空燃气涡轮发动机工作原理及性能》（第2版，朱之 丽等，2019，上海交通大学出版社），航空发动机的特点是工作条件极端恶劣而使 用要求又非常之高。航空发动机是在高温、高压、高转速特别是很快的加减速瞬变 造成应力和热负荷高低周交变的条件下工作的。以高温为例，目前先进发动机涡轮 前燃气温度高达1800~2000K，而现代三代单晶高温合金最高耐温1367K（1℃=1K273.15），高达600℃以上的温度差距只能靠叶片冷却技术和隔热涂层技术解决。高 难度、对可靠性的高要求以及主要热端部件对高温合金性能的依赖，牵引上游高温 合金材料相比下游发动机整机更慢的技术迭代周期，奠定行业寡头垄断的格局。
高温合金不同工艺的发展迭代，与下游发动机代际替换的时间相关性相对较弱，或 侧面印证行业较低的技术进步速率。对比下游航空发动机替换时间点和上游高温合 金各类工艺发展时间点，可观察到多数高温合金工艺升级的时间点和发动机替换时 间点重合度相对较低，多数高温合金工艺贯穿多个发动机代际，而且同一工艺内部 发展的时间节点和发动机代际替换时点未有明显对应关系，以单晶铸造高温合金为 代表，其四代工艺的出现时点均不位于发动机代际替换的时点上。此外，从工艺间 发展时间线来看，多种工艺同时应用，不同工艺的发展时间线存在重合。
