航天军工新材料行业深度研究:下游需求浪潮已至,新材料乘势而起
- 上传者:Bosunram
- 时间:2021/05/04
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在政策面利好、军改基本落地等多重利好提振下,“十四五”有望成为军工 新型装备量产爬坡关键期,新材料是装备升级换代的关键,相关产业或将充 分受益。
航空工业持续升级,新材料为重要技术基础。航空航天事业所取得的巨大成就,与航空航天材料技术的发展和突破是分不 开的。战斗机的高空、高速和高机动能力要求飞机的结构选材必须保证足够 的使用强度、刚度要求。根据《先进战斗机结构选材与制造工艺需求分析》 (李航航等,2004 年 10 月,高能束流加工技术国际研讨会),新一代军机 传统的钢材和铝合金材料的用量比例总和不到 20%,钛合金和复合材料用 量均大大超过这一比例。发动机材料需要满足耐高温的需求,军用航空发动 机历经五代,推重比不断提升,高温合金、陶瓷基复材是核心材料。
钛合金:性质优良的“万能金属”,军民需求快速增长。
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。2019 年中国钛材总消费量达 6.9 万吨,其中航空航 天用钛量约为 1.2 万吨,占总消费量的 17%。我国空军目前正在向战略空 军转型,军机需求较大。新战机用钛含量更高。相比三代机 J-10 系列,J-11/Su 系列含钛量达 15%,四代机 J-20 钛合金用量达 20%。我们预计 2030 年我 国航空高端钛材需求量约为 3.8 万吨,结合中国有色金属工业协会钛锆铪分 会公开数据,2020年中国航空航天钛材总消费量约为1.3万吨,2021-2030 年我国航空高端钛材需求量 CAGR 约为 11.3%。
高温合金:成长中的军工新材料,重点关注军用发动机需求
为了追求更高的能量转化效率,热机动力领域需要的工作温度越来越高,高 温合金因此孕育而生。在现代航空发动机中,高温合金材料的用量占发动机 总重量的 40%~60%,两片一盘是指航空发动机中的涡轮叶片、导向器叶 片及涡轮盘(加篦齿盘),是整个发动机中性能最高的部件,代表着高温合 金的最高工艺和最高要求。我们预计 2030 年我国军用高温合金市场规模约 为 345 亿元,结合智研咨询报告,2020 年我国高温合金市场规模达到 231 亿元,其中航空航天部分占比 55%,约为 127 亿元。2021-2030 年我国军 用高温合金市场规模 CAGR 约为 10.5%。
碳纤维:性能优异的工业材料,制造全环节技术壁垒高。
碳纤维具有强度高、比模量高、质量轻、耐腐蚀等优越性能,是军民用重要 基础材料。我们预计 2021-2030 年中国新增军机 4940 架左右,2021-2030 年我国新增军机的碳纤维需求量约为 6524 吨。碳/碳复合材料是以碳纤维 为增强体,以炭或树脂炭为基体的复合材料,主要用作刹车盘。与传统钢刹 车盘相比,碳碳复合材料减轻了刹车装置的重量、提高了刹车盘的使用寿命、 承载水平高,过载能力强。我们预计 2030 年军机刹车系统主机轮市场规模 有望达到 290 亿元,2021-2030 CAGR 约为 8.6%。
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