金属钛及其相关钛材是我国重要的战略金属材料之一。
当前军用与民用航空市场的迅猛发展,钛合金的需求强劲。
钛合金具有轻量化的结构和出色的耐高温性能,能够和复合材料结构的高度匹配。在保证结构强度的同时,还能实现大幅度的减重效果,能够显著减轻飞机的重量,从而增加运载能力并降低油耗。
当前高端钛合金已成为飞机和发动机的主要结构材料,飞机的起落架部件、机身的梁、框和紧固件以及发动机的风扇、压气机、叶片和轴等关键部件,都离不开钛合金的支撑。
当前,我国钛工业处于产业升级的加速期,国防和“三航”领域对钛合金的大量使用,钛工业有望持续保持强劲的增长势头。
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钛合金在飞机上的应用图示:
钛合金产业链
航空航天用钛合金需要具备承受高温、高压和高载荷的能力。普通钛合金在超过600°C的环境下难以满足发动机的使用要求。因此需要从合金成分、熔炼、锻造、热机械处理到机加工等多个环节对工艺参数进行精细优化。
钛产业的产业链包括从原材料供应到产品加工,再到应用市场的全过程。上游环节是原材料的供应,主要包括钛精矿和钛铁矿;中游环节是钛产品的加工过程,这一环节将上游的原材料转化为钛产品。其中海绵钛、钛白粉和钛加工材是这一环节的主要产出;产业链的下游是各应用市场,除了上述提及的航空、还有船舶、化学、造纸和医药等,都是钛产品的重要应用领域。
钛合金产业链梳理:
国内航空航天钛合金产业链呈现两头集中和中间略显分散的特点。
钛合金产业链的中上游的技术门槛相对较高,新进入的材料企业要想成为合格的供应商,需要历经数年的努力与验证。此外,中上游环节对产能和成本控制的要求也十分的严格,目前领军企业具有明显优势。
此外,中上游中成本结构中原材料占据较大,下游客户对价格稳定性的要求较高,因此上游钛材供应商需要承担原材料价格波动的风险,而成本控制能力就成为了影响钛材环节盈利弹性的重要因素。
海绵钛供应领域呈现出一定的自然垄断特性。我国海绵钛行业的CR3达到了50%,其中湘润新材料、攀钢集团和双瑞万基占据前三甲。
钛合金锻件环节具有一定的壁垒。钛合金作为一种难变形材料变形抗力大,在锻造过程中需要施加更大的外力,使得其在锻造过程中相比其他材料更具挑战性。锻件环节主要布局厂商包括中航重机下属陕西宏远、贵州安大和景航锻铸、三角防务、万航模锻、派克新材、航宇科技等。
钛合金产业格局和龙头梳理
钛合金的核心竞争力和主要附加值集中在钛材的加工与应用环节,主要是高端钛材的研发能力和制造工艺,壁垒主要来自于技术、资金和准入门槛三个方面。
我国钛合金企业数量众多,但行业集中度较高,具备规模化效应的大型企业数量有限。在高端钛材市场,宝钛股份和西部超导形成了双寡头的竞争格局。
宝钛股份拥有中国最大的钛及钛合金生产、科研基地,其中高档钛材和军工钛材市场占有率高达80%以上。公司承担了4500米深潜器钛合金载人球舱的自主设计制造、国产C919大飞机用钛合金板材研制、大运用钛合金研制及海洋舰船用钛合金研制等多项重大科研项目。
西部超导参与了C919大飞机的研制以及部分材料供应,公司产品主要包括高端钛合金材料、超导产品和高性能高温合金材料三大类,多项技术填补国内空白。
结语
当前民用飞机用钛量的上升,高端钛合金的需求同步增长,国产大型客机C919的钛合金占比已达到9%;而军机的增量也将直接推动军用高端钛合金材料需求的增加。随着航空航天以及飞机产业链高景气发展,上游材料环节有望迎来广阔机遇。
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