鈦合金性能、應用與市場空間如何？

鈦合金性能卓越，多領域應用前景廣闊。

鈦及鈦合金性能優異具備重要戰略意義，化工及航空航天為鈦制品主要應用領域。鈦屬于難熔稀有輕金屬，因其具有密度小、比強度高、導熱系數低、耐高溫低溫性能好，耐腐蝕 能力強等突出的特點，最早被應用于航空航天等高科技領域，現在其應用領域已逐漸向化工、 石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用具等行業擴展，被譽為“現代金屬”、“第三金屬” 和“戰略金屬”。據中國有色金屬工業協會鈦鋯鉿分會統計，2024 年化工、航天航空是我國 鈦制品主要應用領域，占比分別為 49%、21%。

鈦材主要原材料為海綿鈦。鈦工業產業鏈分為鈦白粉產業鏈和鈦材產業鏈，鈦材產業鏈 主要包括四個階段：1）以金紅石和鈦鐵礦為主要原料熔煉高鈦渣，再通過沸騰氯化等方法 制備四氯化鈦，之后再用鎂還原法得到海綿鈦；2）以海綿鈦為主要原料，經熔鑄等工序得 到鈦錠，或添加中間合金熔煉為鈦合金鑄錠；3）采用鍛造、軋制、擠壓、拉拔等工藝的變 形處理、熱處理和機械加工等生產出不同規格（形狀）的鈦產品；4）可通過深加工工藝將 鈦材制造成鈦及鈦合金零部件或裝備。

我國海綿鈦產量持續提升，國內企業積極拓展國外市場。1）2024 年我國海綿鈦產量居 世界第一：根據《2024 年中國鈦工業發展報告》，我國是全球最大的海綿鈦生產國，2024 年海綿鈦產量達 25.6 萬噸，占全球海綿鈦總產量的 67%；2）2023 年我國海綿鈦進出口結 構發生改變，貿易順差達 5230 萬美元：2023 年我國海綿鈦進口量僅為 134t，同比降低 99%； 出口量則增至 5800t，同比增長 204%，我國海綿鈦高端市場依賴海外進口的局面出現緩解。

2023 年起海綿鈦價格持續降低，有利于緩解鈦合金制品成本壓力。1）海綿鈦價格將直 接影響鈦合金制品毛利率：根據金天鈦業招股書，2023 年直接材料成本占鈦合金制品 65%； 根據西部材料公司公告，5000 噸鈦鑄錠需 6930 噸海綿鈦及 770 噸中間合金，海綿鈦與中 間合金比例約為 9:1，海綿鈦價格為鈦制品主要影響因素；2）海綿鈦價格有望維穩：2024 年 6 月至今海綿鈦價格逐步穩定在 4.4~5.1 萬元/噸。從供需關系來看，供給端據中國有色 金屬工業協會數據， 2023 年起我國海綿鈦新增產能較多，總產量持續提升；此外需求端將 持續拓展，民用航空鈦制品及 3C 領域應用持續提升，海綿鈦價格有望維穩。

在航空航天領域，航空鈦合金主要應用于飛機結構件、發動機結構件以及航空緊固件等。 飛機結構鈦合金使用溫度要求一般為 350℃以下,要求其具有高的比強度、良好的韌性、優異 的抗疲勞性能、良好的焊接工藝性能等，主要應用部位有起落架部件、框、梁、機身蒙皮、 隔熱罩等；發動機用鈦合金要求具有高的比強度、熱穩定性好、抗氧化和抗蠕變性能良好， 主要應用領域有壓氣機盤、葉片、鼓筒、高壓壓氣機轉子、壓氣機機匣等；航空緊固件用鈦 合金要求具有較好的加工性、無磁性、耐腐蝕性等，主要包括鈦合金鉚釘、鈦合金螺栓等。

在軍用飛機和航空發動機方面，隨著軍用飛機性能的提升和戰場環境的新要求，鈦合 金使用比例大幅提高。1）機體：根據《航空鈦合金的應用及發展趨勢》，在軍用飛機方面， 國外第三代戰斗機用鈦量占機體結構總質量的 20%～25%，美國第五代戰斗機 F-35 用鈦 量達到 27%，F-22 戰機用鈦量則高達 41%；在民用飛機方面，鈦合金用量也在逐步增長， 空客飛機鈦用量已從第三代 A320 的 4.5%增至第四代 A340 的 6%，A380 的用鈦量增加 到了 10%，A350 客機的鈦用量進一步提高到 14%左右；2）發動機：根據《航空發動機 用新型高溫鈦合金研究進展》，國外先進航空發動機中，高溫鈦合金用量已占到發動機總重 量的 25%~40%，如第三代發動機 F100 的鈦合金用量為 25%，第四代發動機 F119 的鈦 合金用量為 40%。

未來裝備費用增速有望加快，有力保障軍機升級換代要求。在“三步走”戰略的指導下，我國國 防預算穩步增長，2024 年國防預算為 16655.4 億元人民幣，同比增長 7.2％。預計未來我 國國防支出將從“補償期”轉向“趕超期”，國防預算增速有望超過 GDP 增速，結合裝備 費占比不斷提升，裝備費用將有力保障軍機升級換代要求。

我國軍用飛機數量及代次與美國差距較大，先進軍機更新迭代需求迫切。根據《世界 空軍 2025》披露數據，截至 2024 年底美國軍機保有量總計 12438 架，而中國軍機保有 量總計僅 3299 架，我國包括戰斗機、特種任務機、運輸機、武裝直升機和教練機在內的各 類軍機數量均與美國有著較大差距。在代次結構上，中美軍機代差明顯，美國戰斗機保有量為 2679 架，主要為第三代與四代戰斗機，二代戰機基本淘汰；我國戰斗機保有量為 1583 架，主要仍為第二代和三代戰斗機，整體水平比美國落后一代，升級換裝需求迫切。

未來二十年我國民用航空市場空間廣闊，增速領先全球平均水平。隨著民用航空運輸 周轉率快速增加推動民用客機需求上升，根據《2024 年民航行業發展統計公報》，截至 2024 年底，我國民航客機機隊規模為 4126 架；根據航空工業發布的《中國商飛公司 2024-2043 年民用飛機市場預測年報》，預計到 2043 年中國各類型客機交付量將會增加至 9323 架， 包括渦扇支線客機 821 架，單通道噴氣客機 6881 架以及雙通道噴氣客機 1621 架，中國 航空市場正在從高速增長轉向高質量增長。

預計未來十年新增飛機機體結構及發動機用鈦合金市場需求量達 57.18 萬噸，其中軍 用領域發動機用 12.74 萬噸，機體結構用 18.23 萬噸，民用領域發動機用 4.90 萬噸，機 體結構用 21.32 萬噸。根據公司公告，參考 2023 年公司鈦合金銷售均價為 29 萬元/噸， 預計未來十年牽引飛機機體結構及發動機用鈦合金市場空間達 1640 億元，其中軍用領域發 動機市場 365 億元，機體結構市場 523 億元，民用領域發動機市場 140 億元，機體結構市 場 612 億元。 軍用測算：根據 Flight Global（飛行國際）的統計數據，對標美國最終折算出未來十 年軍用飛機鈦材需求總量為 30.97 萬噸，其中發動機用鈦材 12.74 萬噸，機體結構用鈦材 18.23 萬噸。1）考慮到當前我國與美國軍機飛機數量和代次的差距，我們預計十年后新增 軍機 4810 架；2）由于發動機損耗以及其他意外因素，預計我國航空發動機備發比例約為 1/3；3）考慮我國航空發動機壽命以及實際訓練情況，預計未來十年每架次軍用飛機平均 換發 1 次。 民用測算：根據航空工業發布的《中國商飛公司 2024-2043 年民用飛機市場預測年報》， 2043 年我國民航客機機隊規模和需求為：寬體干線飛機 1621 架，窄體干線飛機 6881 架， 支線飛機 821 架，共計 9323 架，考慮到新機交付量逐年穩中有增，因此假設未來 10 年新 機交付量約占總交付量的 48%，根據前瞻數據顯示，雙通道客機、單通道客機以及支線客 機飛機機體結構鈦含量平均為 10%、5%、5%，民用客機發動機使用壽命長，十年內不考 慮換發。基于此，最終折算出未來十年民用飛機鈦材需求總量為 26.21 萬噸，其中發動機 用鈦材 4.90 萬噸，機體結構用鈦材 21.32 萬噸。

鈦及鈦合金具備諸多優良特性，適用于船舶等航海裝備的性能需求。鈦是海軍裝備最 有應用前途的金屬材料，具備良好的耐海水腐蝕性能、高比強度、無磁性、透聲、抗沖擊 強、可加工性（包括鑄、鍛、焊接）好等特性，被世界各國廣泛應用于水面艦艇、深潛器、 水中兵器、通訊設備等領域。用鈦合金制造艇體，可以大大減輕艇的排水量及結構重量， 降低海軍裝備的維護時間和成本，保障裝備戰斗力。

耐壓殼體是深潛器的核心部件，現役深潛器中，耐壓殼體主要采用鈦合金和超高強鋼 制造而成。當深潛器結構已定時，極限下潛深度與殼體材料的屈服強度和殼體厚度的乘積 成正比。用加厚壓力殼的辦法增加下潛深度，會減少有效載重量，若保持其有效載重量， 則會使深潛器尺寸增大到實際不能使用的程度，因此必須考慮使用強度更高的材料。根據 《新材料產業》，“阿爾法”級鈦合金潛艇鈦合金使用量達 3000t。俄羅斯制造的“臺風” 級潛艇是世界上最大體積和噸位的潛艇，其用鈦量達 9000t。

隨著鈦合金在船舶等裝備滲透率提升，市場潛力巨大。根據《金屬加工》及《特鋼技 術》等，國外船舶用鈦量約為 13%，俄羅斯船舶用鈦量已接近 18%，我國船舶用鈦量占總 質量的比例還不足 1%。俄羅斯艦船用鈦及鈦合金研究及應用水平居世界前列，是最早擁有 專用艦船用鈦合金體系的國家，俄羅斯在常規潛艇、水面艦艇、航空母艦、深潛器等艦船 領域都大量采用了鈦材。從艦船及水下裝備數量來看，根據 GFP（全球火力指數）的數據 顯示，美國海軍的總噸位大約為 320 萬噸，而我國海軍的噸位僅為 110 萬噸，約為美國海 軍的三分之一。