航空用钛材料需求将释放 成钛合金产业未来主要增长点

钛合金在航空领域的应用

钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料，以其优异的物理机械性能，如耐热性高、比强度高、抗蚀性好等，广泛地应用在在航空航天。钛合金被应用在航空领域的驱动力包括：相同拉伸和疲劳强度下，降低航空设备重量，可替代钢等；使用温度可在相对较高温度，可替代铝合金等；化学性能稳定，良好的耐蚀性能，可替代铝合金部件等；与聚合物基复合材料有良好的匹配性。

以飞机为例，作为飞机机体结构和飞机发动机的主要结构材料之一，钛合金的应用水平是衡量飞机选材先进程度的重要标志之一，是影响飞机性能的一个重要方面。

在军机中，钛合金用量占机体结构重量比为20%-25%，美国第四代战斗机F-22上已高达41%，其应用呈大幅度上升趋势。航空发动机的用钛量也在逐步增加，国外先进航空发动机的钛用量已达30%左右，例如V2500发动机的钛用量就高达31%，第四代发动机F119的钛合金用量为40%

另外，根据基体组织不同，钛合金可以分为α合金、β合金以及（α+β）合金。α合金是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃-600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。α合金在军机的应用部位主要包括前机匣壳体、航空发动机等。

β合金的室温强度可达1372-1666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。（α+β）合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。高温强度高，可在400℃-500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。

在民用飞机方面，钛合金用量也在逐步增长，A380用钛占总重量的10%，单机用钛材约60吨。空中客车的钛用量已从第三代A320的4.5%增至第四代A340的6%，而即将问世的A350客机的钛用量进一步提高至15%。

航空用钛材料需求量提升

航天航空装备在现代战争中对制空权的争夺至关重要，根据形势需要，中国近5年陆续制造了国产战斗机、歼击机、武装直升机、大型运输机、预警机等新型武器装备。新形势下，我国未来军机增量前景仍十分广阔。

一方面，我国军机结构不均衡，直升机和运输机占比偏低，不利于我国实施海外远距离作战和物资人员的快速投放，同时旧款军机占比偏高，仍有大量的歼-7、歼-8系列战机，以歼10为首的三代机占比约为三分之一，而美国三代机及以上占比高达75%。另一方面，数量上也存在差距，我国三代机及以上约500架，美国约2100架左右。

综合参考美国三代机数量，未来10年，我国新增三代及四代战机的需求预计在1000-1500架左右，届时三代机占比约66%。

歼20空机重量15吨，按照35%的钛合金使用率计算，生产300架，需求将达到1575吨，歼11空机重量16吨，按照15%的钛合金使用率计算，按1200架计算，需求将达到2880吨。年均需求约445.5吨。考虑其他军机需求，预计未来10年年均需求为550吨。

客机领域，由于追求燃油经济性要求机体尽可能轻量化，增加质量轻、强度大的钛合金

用量成为民航客机发展的重要趋势。据预测，未来20年仅国内航空运输市场就需要干线客机5952架，平均一架客机的钛合金需求预计在20-30吨。所以，预计未来20年对钛合金的需求有望超过12万吨，年均需求接近6000吨。

综合民航和军机两大市场，航空领域对高端钛合金的年均使用量将达到6550吨左右。我国航空用钛量仅占钛合金市场10.9%，而全球航空用钛量占钛合金市场的43%，未来航空用钛材料是我国钛合金产业的主要增长点。

更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国钛产业发展前景预测与投资策略规划报告》。

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