钛合金性能、应用与市场空间如何？

钛合金性能卓越，多领域应用前景广阔。

钛及钛合金性能优异具备重要战略意义，化工及航空航天为钛制品主要应用领域。钛属于难熔稀有轻金属，因其具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好，耐腐蚀 能力强等突出的特点，最早被应用于航空航天等高科技领域，现在其应用领域已逐渐向化工、 石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用具等行业扩展，被誉为“现代金属”、“第三金属” 和“战略金属”。据中国有色金属工业协会钛锆铪分会统计，2024 年化工、航天航空是我国 钛制品主要应用领域，占比分别为 49%、21%。

钛材主要原材料为海绵钛。钛工业产业链分为钛白粉产业链和钛材产业链，钛材产业链 主要包括四个阶段：1）以金红石和钛铁矿为主要原料熔炼高钛渣，再通过沸腾氯化等方法 制备四氯化钛，之后再用镁还原法得到海绵钛；2）以海绵钛为主要原料，经熔铸等工序得 到钛锭，或添加中间合金熔炼为钛合金铸锭；3）采用锻造、轧制、挤压、拉拔等工艺的变 形处理、热处理和机械加工等生产出不同规格（形状）的钛产品；4）可通过深加工工艺将 钛材制造成钛及钛合金零部件或装备。

我国海绵钛产量持续提升，国内企业积极拓展国外市场。1）2024 年我国海绵钛产量居 世界第一：根据《2024 年中国钛工业发展报告》，我国是全球最大的海绵钛生产国，2024 年海绵钛产量达 25.6 万吨，占全球海绵钛总产量的 67%；2）2023 年我国海绵钛进出口结 构发生改变，贸易顺差达 5230 万美元：2023 年我国海绵钛进口量仅为 134t，同比降低 99%； 出口量则增至 5800t，同比增长 204%，我国海绵钛高端市场依赖海外进口的局面出现缓解。

2023 年起海绵钛价格持续降低，有利于缓解钛合金制品成本压力。1）海绵钛价格将直 接影响钛合金制品毛利率：根据金天钛业招股书，2023 年直接材料成本占钛合金制品 65%； 根据西部材料公司公告，5000 吨钛铸锭需 6930 吨海绵钛及 770 吨中间合金，海绵钛与中 间合金比例约为 9:1，海绵钛价格为钛制品主要影响因素；2）海绵钛价格有望维稳：2024 年 6 月至今海绵钛价格逐步稳定在 4.4~5.1 万元/吨。从供需关系来看，供给端据中国有色 金属工业协会数据， 2023 年起我国海绵钛新增产能较多，总产量持续提升；此外需求端将 持续拓展，民用航空钛制品及 3C 领域应用持续提升，海绵钛价格有望维稳。

在航空航天领域，航空钛合金主要应用于飞机结构件、发动机结构件以及航空紧固件等。 飞机结构钛合金使用温度要求一般为 350℃以下,要求其具有高的比强度、良好的韧性、优异 的抗疲劳性能、良好的焊接工艺性能等，主要应用部位有起落架部件、框、梁、机身蒙皮、 隔热罩等；发动机用钛合金要求具有高的比强度、热稳定性好、抗氧化和抗蠕变性能良好， 主要应用领域有压气机盘、叶片、鼓筒、高压压气机转子、压气机机匣等；航空紧固件用钛 合金要求具有较好的加工性、无磁性、耐腐蚀性等，主要包括钛合金铆钉、钛合金螺栓等。

在军用飞机和航空发动机方面，随着军用飞机性能的提升和战场环境的新要求，钛合 金使用比例大幅提高。1）机体：根据《航空钛合金的应用及发展趋势》，在军用飞机方面， 国外第三代战斗机用钛量占机体结构总质量的 20%～25%，美国第五代战斗机 F-35 用钛 量达到 27%，F-22 战机用钛量则高达 41%；在民用飞机方面，钛合金用量也在逐步增长， 空客飞机钛用量已从第三代 A320 的 4.5%增至第四代 A340 的 6%，A380 的用钛量增加 到了 10%，A350 客机的钛用量进一步提高到 14%左右；2）发动机：根据《航空发动机 用新型高温钛合金研究进展》，国外先进航空发动机中，高温钛合金用量已占到发动机总重 量的 25%~40%，如第三代发动机 F100 的钛合金用量为 25%，第四代发动机 F119 的钛 合金用量为 40%。

未来装备费用增速有望加快，有力保障军机升级换代要求。在“三步走”战略的指导下，我国国 防预算稳步增长，2024 年国防预算为 16655.4 亿元人民币，同比增长 7.2％。预计未来我 国国防支出将从“补偿期”转向“赶超期”，国防预算增速有望超过 GDP 增速，结合装备 费占比不断提升，装备费用将有力保障军机升级换代要求。

我国军用飞机数量及代次与美国差距较大，先进军机更新迭代需求迫切。根据《世界 空军 2025》披露数据，截至 2024 年底美国军机保有量总计 12438 架，而中国军机保有 量总计仅 3299 架，我国包括战斗机、特种任务机、运输机、武装直升机和教练机在内的各 类军机数量均与美国有着较大差距。在代次结构上，中美军机代差明显，美国战斗机保有量为 2679 架，主要为第三代与四代战斗机，二代战机基本淘汰；我国战斗机保有量为 1583 架，主要仍为第二代和三代战斗机，整体水平比美国落后一代，升级换装需求迫切。

未来二十年我国民用航空市场空间广阔，增速领先全球平均水平。随着民用航空运输 周转率快速增加推动民用客机需求上升，根据《2024 年民航行业发展统计公报》，截至 2024 年底，我国民航客机机队规模为 4126 架；根据航空工业发布的《中国商飞公司 2024-2043 年民用飞机市场预测年报》，预计到 2043 年中国各类型客机交付量将会增加至 9323 架， 包括涡扇支线客机 821 架，单通道喷气客机 6881 架以及双通道喷气客机 1621 架，中国 航空市场正在从高速增长转向高质量增长。

预计未来十年新增飞机机体结构及发动机用钛合金市场需求量达 57.18 万吨，其中军 用领域发动机用 12.74 万吨，机体结构用 18.23 万吨，民用领域发动机用 4.90 万吨，机 体结构用 21.32 万吨。根据公司公告，参考 2023 年公司钛合金销售均价为 29 万元/吨， 预计未来十年牵引飞机机体结构及发动机用钛合金市场空间达 1640 亿元，其中军用领域发 动机市场 365 亿元，机体结构市场 523 亿元，民用领域发动机市场 140 亿元，机体结构市 场 612 亿元。 军用测算：根据 Flight Global（飞行国际）的统计数据，对标美国最终折算出未来十 年军用飞机钛材需求总量为 30.97 万吨，其中发动机用钛材 12.74 万吨，机体结构用钛材 18.23 万吨。1）考虑到当前我国与美国军机飞机数量和代次的差距，我们预计十年后新增 军机 4810 架；2）由于发动机损耗以及其他意外因素，预计我国航空发动机备发比例约为 1/3；3）考虑我国航空发动机寿命以及实际训练情况，预计未来十年每架次军用飞机平均 换发 1 次。 民用测算：根据航空工业发布的《中国商飞公司 2024-2043 年民用飞机市场预测年报》， 2043 年我国民航客机机队规模和需求为：宽体干线飞机 1621 架，窄体干线飞机 6881 架， 支线飞机 821 架，共计 9323 架，考虑到新机交付量逐年稳中有增，因此假设未来 10 年新 机交付量约占总交付量的 48%，根据前瞻数据显示，双通道客机、单通道客机以及支线客 机飞机机体结构钛含量平均为 10%、5%、5%，民用客机发动机使用寿命长，十年内不考 虑换发。基于此，最终折算出未来十年民用飞机钛材需求总量为 26.21 万吨，其中发动机 用钛材 4.90 万吨，机体结构用钛材 21.32 万吨。

钛及钛合金具备诸多优良特性，适用于船舶等航海装备的性能需求。钛是海军装备最 有应用前途的金属材料，具备良好的耐海水腐蚀性能、高比强度、无磁性、透声、抗冲击 强、可加工性（包括铸、锻、焊接）好等特性，被世界各国广泛应用于水面舰艇、深潜器、 水中兵器、通讯设备等领域。用钛合金制造艇体，可以大大减轻艇的排水量及结构重量， 降低海军装备的维护时间和成本，保障装备战斗力。

耐压壳体是深潜器的核心部件，现役深潜器中，耐压壳体主要采用钛合金和超高强钢 制造而成。当深潜器结构已定时，极限下潜深度与壳体材料的屈服强度和壳体厚度的乘积 成正比。用加厚压力壳的办法增加下潜深度，会减少有效载重量，若保持其有效载重量， 则会使深潜器尺寸增大到实际不能使用的程度，因此必须考虑使用强度更高的材料。根据 《新材料产业》，“阿尔法”级钛合金潜艇钛合金使用量达 3000t。俄罗斯制造的“台风” 级潜艇是世界上最大体积和吨位的潜艇，其用钛量达 9000t。

随着钛合金在船舶等装备渗透率提升，市场潜力巨大。根据《金属加工》及《特钢技 术》等，国外船舶用钛量约为 13%，俄罗斯船舶用钛量已接近 18%，我国船舶用钛量占总 质量的比例还不足 1%。俄罗斯舰船用钛及钛合金研究及应用水平居世界前列，是最早拥有 专用舰船用钛合金体系的国家，俄罗斯在常规潜艇、水面舰艇、航空母舰、深潜器等舰船 领域都大量采用了钛材。从舰船及水下装备数量来看，根据 GFP（全球火力指数）的数据 显示，美国海军的总吨位大约为 320 万吨，而我国海军的吨位仅为 110 万吨，约为美国海 军的三分之一。