飞机用钛量的提升是军工合金市场扩张最直观的注脚:从1958年的0.2%到2018年的15%,60年间飞机用钛量质量分数提升了75倍。这一趋势背后,是钛合金在机身结构件与航空发动机两大领域的持续渗透。军工合金市场的增长空间,短期看军机列装与换代带来的确定性增量,长期看民用大飞机国产化打开的"第二曲线"——前者可量化、节奏明确,后者周期更长、天花板更高。

用钛量提升与单机价值量扩张

飞机用钛量的历史数据清晰地展示了钛合金的"增量市场"属性。从波音飞机1958年的0.2%,到空客飞机1970年代的4.0%-4.5%,再到空军用飞机2018年的15.0%,钛合金在飞机中的质量分数呈阶梯式上升。官方资料指出,钛合金在发动机中的整体使用量约在30%左右,且主要用于机身结构件与发动机领域。

单机用钛量的提升直接推高了单机钛材价值量。以"十四五"期间新增2850架军机的测算为例,不同机型的钛合金占比差异显著:重型四代机达20%,中型四代机达25%,而轻型三代机仅为4%。这种结构差异意味着,军机换代列装(特别是四代机占比提升)本身就是用钛量增长的重要驱动——新机型不仅数量增加,单机含钛量也远高于旧机型。

市场空间测算:军用可量化,民用是远期曲线

军工合金的市场空间测算需分军、民两个维度。军用领域相对可以量化:按"十四五"期间新增2850架军机的规模测算,机身结构件领域钛合金材料总需求约5.49万吨;军用航发领域按存量换装与新机"装2备1"假设,钛合金材料总需求约3.96万吨。两者合计,仅军用领域在"十四五"维度下的钛合金材料需求就接近9.5万吨。

民用领域则更偏向远期。官方资料显示,民用市场的测算区间拉长至20年维度(2020-2039年),依据商飞白皮书预测,客机与货机合计需求9333架,其中机身结构件钛合金材料总需求约57.3万吨,航发领域约49.4万吨。民用市场的量级远超军用,但国产大飞机尚在成熟过程中,因此更应被视为为未来储备的战略增长极

产业链关键环节与供给格局

钛合金产业链自上而下分为海绵钛、钛锭、钛材三大环节。海绵钛是绕不过去的一环,目前主流制取方法为镁还原法,航空领域用海绵钛需达到0级以上纯度。钛锭环节主流熔炼设备为真空自耗电弧炉(VAR),但三次熔炼也无法完全消除高熔点金属夹杂物,冷床炉熔炼(CHM)是改进方向——国内宝钛集团旗下的装备公司在2021年9月完成了首炉由自主研制的真空电子束熔炼炉(EB炉)制得钛锭。钛材加工环节主要有自由锻、模锻、辗环三种工艺,各适用于不同下游产品。

从供给格局看,国内主要钛合金企业中,宝钛股份配备有2400kW电子束冷床炉及真空自耗电弧炉等设备,2021年钛产品销量26637吨(其中钛材20920吨),销售收入47.43亿元;西部超导以真空自耗电弧炉为主,2021年钛产品销量6813吨(全部为钛合金),销售收入24.58亿元;西部材料2021年钛产品销量5898吨,销售收入17.78亿元。

常见问题

军工合金市场的增长确定性来自哪里?

中短期看,增长确定性主要来自"十四五"期间军机列装与换代带来的采购扩容,叠加单机用钛量随机型升级而提升。这一逻辑与航空领域其他材料相似:单机使用量上升叠加军机总量扩容,构成了相对确定的市场空间。

民用大飞机对钛合金需求的拉动何时体现?

民用市场的测算周期拉长至20年维度(2020-2039年),依据商飞白皮书预测的9333架飞机需求,钛合金材料总需求(含结构件与航发)超过百万吨量级。但国产大飞机尚在成熟过程中,因此民用需求更偏远期,属于为未来储备的第二增长曲线。

钛合金产业链中哪个环节壁垒最高?

海绵钛环节的航空级产品(0级以上)有严格纯度要求;钛锭环节的冷床炉熔炼(CHM)设备此前主要依赖进口,国内仅有宝钛集团装备公司完成了自主研制EB炉的首锭出炉;钛材锻造环节的模锻、辗环工艺及大型设备(如400MN、800MN模锻液压机)构成产能门槛。整体看,从海绵钛提纯到高端钛材加工,各环节均存在技术与设备壁垒。