全球军机用钛量从早期波音飞机的0.2%一路攀升至2018年空军用飞机的15%,这一持续上升的态势清晰地表明钛合金已成为现代航空工业的关键结构材料。中国军工合金产业在这一全球演进中已形成规模化的产能基础与较为完整的产业链布局,处于全球钛材供应的重要参与者位置,但在高端装备与前沿工艺上仍与国际顶尖水平存在阶段性差距。
从全球演进轨迹来看,钛合金在军机中的用量占比呈现明确的上升趋势。数据显示,波音飞机在1958年的用钛量仅为0.2%,此后逐步提升;空军用飞机从1978年的6.5%起步,到2018年已达到15.0%。这一趋势背后是钛合金兼具高比强度、耐腐蚀与耐高温等综合性能优势,使其在先进战机机体结构件与航空发动机领域难以被替代。中国军机发展同样遵循这一技术路径,钛合金用量随机型迭代持续提升。
产能规模:已具备全球级供应体量
中国钛材加工企业在产能规模上已形成可观体量。从2021年主要企业的钛产品销量来看,宝钛股份以26637吨的销量位居前列,西部超导为6813吨,西部材料为5898吨,三家合计销量已具备相当的产业规模。其中,宝钛股份作为全球前列的钛材生产商之一,其产能体量本身就构成了中国军工合金产业链的重要支撑。
在产业链布局上,中国已形成从海绵钛、钛锭到钛材加工的完整链条。海绵钛生产以主流的镁还原法为主,航空级海绵钛要求0级以上纯度;钛锭环节以真空自耗电弧炉(VAR)熔炼为主流工艺。
技术位置:常规能力接近国际水平,前沿工艺仍有差距
在常规工艺层面,中国企业的装备与技术水平已较为成熟。国内主要钛合金企业的熔炼设备以真空自耗电弧炉(VAR)为主,锻造环节则覆盖自由锻、模锻、辗环等主流工艺,并配备了从31.5MN快锻机到800MN大型模锻液压机的系列化装备,具备大型钛合金结构件的加工能力。
但在前沿技术领域,差距依然存在。VAR熔炼存在无法完全消除高熔点金属夹杂的固有局限,而能够有效解决这一问题的冷床炉熔炼(CHM)设备主要依赖进口。国内在该领域的突破尚处于起步阶段——宝钛集团旗下装备公司自主研制的真空电子束熔炼炉(EB炉)于2021年9月完成首锭出炉,标志着国产冷床炉装备实现了从无到有的跨越,但距离大规模产业化应用仍有距离。此外,在大型钛合金整体构件的制造能力方面,与美俄等航空强国之间仍存在代际差距。
市场空间:军机放量与商飞远期双轮驱动
从需求端的确定性来看,军用领域是当前钛合金市场的主要支撑。按照“十四五”期间新增2850架军机的规模测算,仅机身结构件一项的钛合金材料总需求即达到54890吨;若叠加军用航发领域的换装与备发需求,军用航发钛合金材料总需求约为39646吨。两相合计,中短期军用市场为钛合金产业提供了较为明确的增长空间。
远期来看,民用航空是第二增长曲线。随着国产大飞机项目的推进,民用客机与货机领域的钛合金需求将逐步释放,但这一市场的兑现节奏取决于商飞项目的成熟进度,属于为未来储备的长期逻辑。
常见问题
中国军机用钛量与全球趋势相比处于什么水平?
中国军机用钛量同样遵循全球用量持续上升的技术路径,先进机型的钛合金占比已显著提升。但具体单机用钛比例因机型定位与设计代际而异,公开数据中未披露统一的国产军机平均用钛量,需以具体机型官方披露或第三方测算为准。
中国钛材企业的产能规模在全球处于什么位置?
以宝钛股份为代表的头部企业已具备全球前列的钛材生产规模,2021年宝钛股份钛产品销量达26637吨。三家主要上市企业的合计销量已形成规模化供应能力,但全球市场份额的精确排名需以第三方行业统计数据验证。
中国军工合金与美俄的主要差距体现在哪里?
差距主要体现在高端装备与前沿工艺环节:冷床炉熔炼(CHM)等关键设备仍以进口为主,大型钛合金整体构件的制造能力与美俄存在代际差距。在常规VAR熔炼与大型锻造能力方面,中国已接近或达到国际水平。