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：B*******
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%。