各领域对钛合金的需求情况如何?

各领域对钛合金的需求情况如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2025/01/08 11:26

导弹反转、海军装备加速、航空装备持续增长。

1.导弹:导弹已广泛应用钛合金,行业困境反转有望带来加速发展

从渗透率的角度来看,据曹运红的( 钛合金成型工艺在飞航导弹的应用研究》,钛合金已 在导弹中得到广泛应用,主要包括:麻雀导弹使用半金属铸造技术替代石墨型铸造,铸 钛弹翼生产费用降低 30%;ALCM 空射巡航导弹使用 Ti-6AL-4V 牌号钛合金制成的升降 副翼外壳;“宇宙神”、“大力神”等导弹压力气瓶均有过去的合金钢或铝合金换成钛合金 材料。

从装备角度来看,导弹是备战能力建设首选,实战化训练加强带动导弹不断消耗,导弹 产业是 2023-2024 最为困境方向之一,未来 2 年有望迎来加速发展,带来高弹性。 2022~2024 年导弹产业链受供给、规划调整、人事调整等因素影响,导致其增速不高, 但是导弹作为军机、舰船、发射车等作战平台的火力来源,是消耗量最大的主战装备, 总需求确定性较高。同时,从产业端看,积极信号已开始传递,部分公司项目推进、订 单计划、交付排产等方面已出现改善,预计未来 2 年,行业有望迎来较大弹性。

2. 舰船:海军水下装备是新质战斗力,钛材需求有望放量

钛合金被誉为“海洋金属”,是一种理想的、具有前景的海洋工程装备使用的结构材料。 钛合金具备强度高、密度小、耐腐蚀、无磁、焊接性能好、透声、抗冲击性好等优点, 尤其是在海水、海洋环境中具有良好的耐蚀性。

海军水下装备是新质战斗力的代表。在“二十大”报告中对军工产业发展趋势做出了多 个要求和展望,其中“增加新域新质作战力量比重”所对应的就是以水下为代表的新领 域装备。参考美国,近年来美海军以潜艇为代表的水下装备上的投入占比提升,水下装 备的重要性毋庸置疑。

目前全球各国,在潜艇、无人潜航器、水中兵器、载人深潜器等水下装备中都广泛使用 钛合金。钛合金常应用于耐压壳体、管路系统、泵阀、螺旋桨、声呐导流罩、透声罩、 冷却器/管/水套、冷凝器等部件上。尤其在壳体方面,俄罗斯最早选用钛材制造潜艇耐压 壳体,其研究和实际应用水平处于世界前列。近年来,国内在建造潜艇时也更青睐于选 用钛材。除此之外,目前许多国家都正在建造大深度载人潜水器和大深度全钛武器装备, 我国“蛟龙号”、“奋斗者”号等潜器的耐压壳采用了高强度的钛合金。

3.航空:钛合金主要应用领域,需求有望持续增长

在航空领域中,钛合金被广泛应用于军机和航空发动机,钛合金是其主要结构材料之一, 并伴随着装备性能的提升,钛合金的使用占比大幅提升。 1)军机:钛合金对于减轻军机机体结构重量、提高结构效率等方面的作用功不可没,其 应用水平已成为衡量军机先进性的重要指标。钛合金在机体结构件如起落架部件、机身 梁、框等得到广泛应用。当前欧美各种先进战斗机和轰炸机中钛合金用量已稳定在 20% 以上,2005 年服役的美国第四代战机 F22 用钛量高达 41%,其机身主承力梁和框架采 用钛合金整体锻造而成,创造了迄今为止战斗机钛用量的最高世界纪录(数据截止至 2020 年)。我国军机的钛合金用量也在不断提升,军用歼击机从初始用钛量只有 2%提 升至歼 31 的 25%。

未来在我国军机补质提量快速发展的背景下,军机的列装空间巨大,有望带动钛合金用 量提升。目前我国军机数量、代际均和美国差距较大,“十四五”军机有望迎来补质提量 的快速发展期。数量端,根据 WorldAirForce2024》,美国军机总数相当于我国的 4 倍; 代际端,我国现役战斗机 1578 架,其中二代机占比 46%,四代机 J-20 仅 19 架,占比 2%。而美军三代机和四代机占比分别为 75%和 25%。总体上看,当前我国军机数量、 代际和美国相比均有较大差距,升级换装有望带为钛合金带来巨大空间。

2)航空发动机:目前航空发动机的钛合金重量占比已逐步增加至 25%以上。国外来看, 美国第 3 代发动机 F100 的钛合金用量 25%,第 4 代发动机 F119 钛合金用量已达 40%。 据曹春晓院士,我国航空发动机钛合金用量从秦岭的 10%,提升至第 3 代航空发动机 (太行发动机)中钛合金用量达到 25%,在研的军用涡扇发动机钛用量预计为 30%~35%,长江 1000 涡扇发动机的钛用量已经达到 23%,未来先进军用航空发动机 放量叠加商用航空发动机有望大大增加钛合金需求。

目前中国航空发动机发展到了多重拐点阶段,相应对军用钛材的需求也大幅增长。从军 用航发角度来看,主力型号在批产提速的同时众多新型号也有望进入密集定型批产阶段。 此外,随着实战化训练强度的加大航发维修市场也在不断打开。从商用航发角度来看, 国产商用发动机 CJ1000 处于定型加速过程中,预计批产有望带来更大的成长空间。此 外,再叠加燃气轮机产业的发展,未来 10 年,这些产业逻辑交相辉映依次兑现,有望铸 就军工中最为长坡厚雪的超级产业赛道,万亿市场纷至沓来。

4.兵器:装甲车辆轻量化、强防护趋势下,钛合金市场潜力巨大

装甲钛合金在坦克装甲车辆的基体装甲材料中综合性能最优,可实现装甲车辆的高机动 性、高防御能力与高可靠性。高机动性、高防护能力与高可靠性是新一代装甲车辆的重 要发展方向,为提高装甲装备作战部队的机动能力与生存能力,新型装甲车辆需要满足 进一步轻量化与强防护的要求。装甲钛合金具有比强度高、抗弹性能好、焊接强度高、 耐腐蚀等特点,是新型装甲装备实现显著轻量化与强防护的优选材料。最成功的应用如 M1A2 主战坦克、T-80 主战坦克、M2(“布莱雷””战车、“斯特莱克”轮式装甲车等多种 坦克装甲装备。

装甲钛合金材料已有规模应用,随着规模化、低成本的研究推进,钛合金渗透率有望持 续提升。目前,在各主要军事工业国家,装甲钛合金低成本合金化技术和低成本制造技 术方面取得了显著进展,从而实现了在多种主战坦克、步兵战车等不同型号装甲装备上 的工程化应用,并已有多国开始尝试低成本装甲钛合金材料试制地面作战平台车体。随 着中国装甲钛合金低成本技术的发展,国内已在坦克装甲车辆上实现部分成熟应用,主 要为复合装甲与小型结构件。

参考报告

西部材料研究报告:稀有金属材料平台,新一轮放量军品领先受益者.pdf

西部材料研究报告:稀有金属材料平台,新一轮放量军品领先受益者。西部材料是西北有色院旗下的稀有金属材料平台,是我国稀有金属材料行业领先者。公司与西部超导同属西北有色院控股,旨在依托有色院相关领域50多年雄厚的科研实力并推动科技成果产业化。公司产品为钛合金、层状金属复合材料等稀有金属材料,用于新一代战机、导弹、海军装备、兵器、核电等行业。钛合金:子公司西部钛业是导弹、四代机、海军装备等高增长赛道上的核心钛材供应商,下游需求有望快速放量。西部材料主供钛板、管材(西部超导供棒丝避免同业竞争),从下游需求、自身产能两方面看公司都有望迎来快速成长期。1、需求端:导弹反转、海军装备加速、航空装备持续增长。1...

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