钛合金的最新发展与应用，钛合金优势

今日投资聚焦

1、钛合金

钛合金和钛基复合材料因其比强度高、耐高温、耐腐蚀、相容性强等优点，被广泛应用于飞机和航空发动机领域。

钛合金的密度一般为4.5g/cm3，强度与中强钢相近，但质量仅为中强钢的60%。与中强度钢相比，其比强度提高近一倍，有利于降低飞机结构的重量系数。钛合金是不耐高温的铝合金和不锈钢的良好替代品。产品Ti-6AI-4V可在350下长时间工作，TC11可在500下长时间工作。与硬铝和结构钢相比，钛合金具有更强的耐腐蚀性。

钛合金分类广泛，应用领域广泛。根据性能和用途，钛合金分为耐腐蚀钛合金、耐热钛合金、高强度钛合金、低温钛合金、粉末钛合金和功能钛合金。

根据形状大致可分为板材、棒材、管材、锻件、线材、铸件等类型。其中，板材、棒材和管材产量约占中国钛产量的85%。

2、钛合金产业链

钛产业的产业链可以简单分为两部分：一是有色金属产业链：钛矿海绵钛钛锭钛材；二、化工产业链：钛矿钛白粉。这两条产业链在上游联系紧密，但在中游和下游却相互独立。

钛有色金属产业链自上而下可分为三个部分：

1)上游包括钛铁矿、金红石等钛资源，以及钛铁矿加工的人造金红石、钛渣、四氯化钛；

2)中游主要分为两部分：一是四氯化钛还原生成海绵钛；其次，将海绵钛熔化浇铸成钛锭，然后制备的钛加工材料包括锻件、棒材、板材、管材、线材、线材等；

3)下游主要根据航空航天、石油化工、核电、船舶、海水淡化、汽车、运动医学等领域的具体应用需求加工钛坯。

3、核心壁垒：钛材加工

从整个产业链来看，钛产业链的核心壁垒不在于上游资源和中游冶炼，而在于钛的加工能力，尤其是高端钛的R&D产能和制造工艺，行业利润集中在拥有高端钛产能的龙头企业手中。

钛加工的壁垒主要体现在资质、技术、科研、资金四个方面，而钛生产的高壁垒则决定了高端钛的竞争格局是强者永远强，领导者掌权。

1)资格壁垒。

高端钛产品的供应通常需要申请认证(包括国内军工质量体系、国外质量体系如GE和空客、特殊工艺等。)，难度大，耗时长，客户粘性大。目前行业内具备军工相关资质的企业很少，大部分以原生钛锭为主。

2)技术壁垒。

钛生产流程长，技术控制点多，工艺要求严格；在合金熔炼、变形加工、精密铸造和粉末冶金过程中，保证大批量生产产品的均匀性和稳定性是一项技术挑战。目前国内能够批量生产技术成熟的高端钛材的生产企业屈指可数。

3)科研壁垒。

根据各个领域的具体产品要求，对钛材料的性能要求略有不同，这就要求企业具备自主研发钛合金牌号的能力。

4)资金障碍。

生产1万吨高端钛材的资金投入需要5亿元左右(取决于投入设备的配置，会有差异)。同时，钛生产线的建设时间通常需要2年左右，且

p data-track="28">该技术对热源要求非常严格，熔体温度不均即会使得铸锭存在成分，组织不均匀及易出现凝固缺陷等问题，影响产品的性能。对于高端钛合金材料，一般需要经过3次VAR熔炼才能获得成分均匀、缺陷率低的铸锭。

钛合金切削工艺也比较困难，存在变形系数小、切削温度高、冷硬现象严重、刀具易磨损等不利影响。目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本和中国四个国家掌握完整的钛工业生产技术。

5、供应端：低端过剩，高端供不应求

我国现有钛材加工生产企业160余家，自主研发能力好、产品技术含量高、品牌特色较优的企业数量较少。尽管2020年我国钛合金呈现供过于求的态势，由于大部分企业集中在民用中低端领域，同质化竞争严重，低端市场产能过剩，高端钛产品需求难以自足，部分依靠进口。

从体量上看，2013年至2020年，中国钛加工材产量及销售量持续上涨。产量从44453吨提升至97029吨，产能提升明显。销售量从41269吨提升至93596吨，市场需求量增长明显。化工等民用中低端钛材2013起出现产能过剩，中低端钛材持续对外出口。2020年，中国钛加工材产量达97.03万吨，净出口量达9107吨。由于钛材产能结构性过剩，国内高端钛材产能仍无法满足市场需求，依赖国外进口。

6、消费端：中国航空钛才占比仅为18%，提升空间较大

从全球市场看，钛材消费主要集中在亚洲，欧洲和北美（占比90%以上）。全球钛材有46%被应用航空航天领域，43%钛材消耗量应用在工业领域。而在中国市场，钛材仅有18%被应用在航空航天领域，51%的钛材都被应用在化工领域。

所以，国内航空用钛材仍存在较大发展空间。下游航空业的持续发展将带动高端钛材市场规模进一步扩大。

钛合金材料具有比强度高、耐高温性好、符合与复合材料结构相匹配的要求、抗蚀性能高、寿命长等特点，主要用于飞机的起落架部件、机身的梁、框和紧固件等，发动机风扇、压气机、叶片、鼓筒、机匣、轴等，以及直升机桨毂、连接件等。高端钛合金材料已成为航空领域飞机和发动机的主要结构材料之一。

中国有色金属工业协会统计，2015年-2020年国内航空航天用钛材销量从6862吨提升到1.72万吨，年复合增长率20%，保持快速的增长。

预计未来5年的复合增长率有望维持在十三五的水平，则到2025年我国航空航天用钛材的单年消耗量将超四万吨。

7、未来增量

未来增量，主要在3方面，军机放量、单机使用量的提升和民机放量和使用量的提升。

目前，钛合金部件生产成材率30%，并考虑飞机维护需求以及研发试验中产生的需求，测算20年国内军用航空市场对于钛材需求为2800吨左右。

世界先进国家新一代军机含钛量均不断提升，如美军F/A-22含钛量达41%。中国新一代军机歼-20及运-20含钛量也分别达到25%和10%。

（目前二代机的钛合金占比约为2-4%，而作为十四五期间重点放量机型的三代半和四代机，其钛合金占比将提高到15%-25%）

预计2020-2024年军机结构用钛合金年均用量为4900吨，2025-2030年提升至6580吨。假设损耗率为70%，则折算钛材年均需求量为2.2万吨。

目前C919订单量已超过1000架，预计到2025年，C919总订单量将超过2000架，根据商飞数据，C919机体中的钛合金占比9.30%，单机钛含量约3.92吨（机身不含发动机），2000架订单量可对应7840吨的机身钛含量，假设损耗率80%，C919将带来约4万吨的高端钛合金需求（不含发动机），将成为钛合金制造领域高度景气的重要引擎。目前钛材以进口为主，未来国产化为大势所趋，将为国内钛合金公司带来长期增量市场。