航空钛材形成新格局
航空钛材形成新格局
钛合金产业链中游包括中航重机、三角防务、派克新材、航宇科技等航空航天锻造企业。原材料仍是产业链中游企业成本的最大组成部分,如三角防务模锻件业务直接材料成本占 比为 70.45%,航宇科技航空锻件业务原材料成本占比为 83.28%。由于三角防务的模锻件主要为机身锻件,采用钛合金的比重更高,而航宇科技主做航发环锻件,因此其高温合金的成本占比或高于钛合金。钛合金:性质优良的“万能金属”,军民需求快速增长
高性能航空耗材,形成“一超多强”格局
钛金属具有低比重和高比强度的特性,其合金在航空航天领域对于提升飞行器推重比有重 要意义,近年来受到广泛使用。除军工、航空航天领域之外,钛合金还较多应用于化工、 冶金、医疗、体育休闲等领域。
钛产业链主要分为有色金属和化工涂料两条,有色金属链为:钛精矿→四氯化钛→海绵钛 →钛锭/钛合金→钛材,化工涂料链为:钛精矿→四氯化钛→钛白粉。两个领域上游共用钛 铁矿、金红石等资源。
全球钛材消费量与航空航天业的发展息息相关。自 2000 年以来,我国钛材需求主要集中在 中低端的石油化工领域,随着 2016 年中国“十三五”规划的制定以及国防军队现代化的“三 步走”战略的更新,航空航天领域用钛量不断提升。对于军用钛材而言,由于军工行业的 特殊性,需接受国防科工局监管,采用严格的行政许可制度,对产品质量的要求更苛刻, 在钛材“高均匀性、高纯净性、高稳定性”方面提出更高的要求。2020 年中国钛材总消费量达 9.4 万吨,其中航空航天用钛量约为 1.7 万吨,占总消费量的 18.4%,根据公司年报/ 钛工业发展报告,公司 2020 年钛材产量为 4877/4139 吨,市占率约为 26.5%(取两种披 露口径平均值)。我们认为,虽然近年来中国航空航天、船舶制造、海洋工程等高端用钛占 比持续优化,但是与全球钛材需求结构相比,高端用钛占比依旧偏低,未来增量空间广阔。
军用市场:新机置换进行时,高端钛材市场广阔
目前中国军品钛材主要应用在军事战机,军用战机中钛合金主要应用于两个部位:
1)航空发动机:作为飞机的心脏,发动机不仅要承受极大的应力和高温,同时还要保证高 推重比(推力/质量)。发动机压气机盘、叶片、高压压气机转子、压气机机匣等部件均采用 钛合金材料。
2)飞机机体及紧固件:钛在中等温度下高强度、耐腐蚀、质量轻等特性完美满足机身用料的要求,起落架部件、大型锻造机翼结构件、机身蒙皮、隔热罩等均采用钛合金制造。同时飞机上采用许多碳纤维复合材料,钛合金与碳纤维增强的复合材料弹性模量匹配、热膨胀系数相近;并具有很好的化学相容性,不易发生电位腐蚀。
我国空军目前正在向战略空军转型,预计未来 10 年带来军机需求较大。
由于高端军品钛合金在材料后端损耗率高、成材率低,钛原材料需求量比实际飞机上用量 更高。这主要来源于:(1)原材料在后期锻压或热处理过程中出现力学性能不达标,造成 报废(成材率);(2)后期材料加工过程中因切割、深冲等工艺形成边角料,边角料可能出 现应力集中或形状和尺寸不合适,无法继续使用(损耗率)。双重因素导致单位重量的军品 钛材相较民用钛材有着更高的钛坯材需求。
根据相关机构对钛合金占发动机 30%左右比重的统计,假设发动机维修换新两年进行一次,年均维修次数 0.5 次,我们预计 2030 年我国军机数量稳定后,每年军用航空发动 机的钛合金总需求量大约在 55049 吨。除军机机身、航空发动机外,还有导弹等军用装备使用钛合金,其用钛量不易预测,但我们认为在军机数量增加的前提下,其携带导弹需求 很可能也相应提高,预计其他领域装备用钛总需求量也将出现增长。
来源:搜钛网
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