1、鈦材簡介：性能優(yōu)越，應(yīng)用廣泛 鈦具有熔點高、比重小、比強度高、韌性好、抗疲勞、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)低、高低 溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應(yīng)力小等特點，其商業(yè)價值在二十世紀五十年代開 始被人們認識，鈦多與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素造成造出高強度的輕合金，被應(yīng)用于 航空、航天、軍工等高科技領(lǐng)域。隨著鈦不斷向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、 農(nóng)產(chǎn)食品、醫(yī)學、日常生活用品等行業(yè)推廣，鈦金屬日益被人們重視，被譽為“第三金 屬”、“太空金屬”、“海洋金屬”和“萬能金屬”，因其是提高國防裝備水平不可或缺的 重要戰(zhàn)略物資，又被稱為“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”。 鈦合金可分類： 根據(jù)組織結(jié)構(gòu)和成分，鈦合金可分為α鈦合金、β鈦合金以及α β鈦合金。中國 以金屬材料牌號的字頭 TA、TB、TC 分別表示α、β以及α β鈦合金。 根據(jù)物理形式狀態(tài)， 鈦合金可分為板材、帶材、鈦棒材、管材、絲（線）材、型材、 鑄件和鍛件等。 民用客機 1）減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)效率：先進的戰(zhàn)技性能（如超音速飛機）要求飛機具 有比較低的結(jié)構(gòu)重量系數(shù)（機體結(jié)構(gòu)重量/飛機正常起飛重量），而鈦合金具有強度接近 中強鋼但密度小的特點，代替結(jié)構(gòu)鋼和高溫合金，能大幅度減輕結(jié)構(gòu)重量，同時也能節(jié) 省費用。 2）符合高溫部位的使用要求：鈦合金具有耐熱性好的特點，如常用的 Ti-6Al-4V 能 在 350℃下長期工作，因此在飛機的高溫部位(如后機身等)可取代因高溫使用性能不能 滿足要求的鋁合金；TC11 能在 500℃下長期工作，在發(fā)動機的壓氣機部位可取代高溫合 金和不銹鋼。 3）符合與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相匹配的要求：為減輕結(jié)構(gòu)重量和滿足隱身要求，先進飛 機大量使用復(fù)合材料，鈦合金與復(fù)合材料的強度、剛度匹配較好，能獲得很好的減重效 果。同時，由于二者電位比較接近，不易產(chǎn)生電偶腐蝕，因此相應(yīng)部位的結(jié)構(gòu)件和緊固 件宜采用鈦合金。 4）符合高抗蝕性和長壽命的要求：鈦合金具有較高的疲勞壽命和優(yōu)良的耐腐蝕性 能，可以提高結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力和壽命，滿足先進飛機、發(fā)動機高可靠性和長壽命的要 求。 軍事飛機 軍用武器的開發(fā)與采購不斷向著輕便、靈活方向發(fā)展，為了滿足戰(zhàn)斗機對戰(zhàn)斗性能 要求，除了采用先進的設(shè)計技術(shù)外，還必須采用額性能優(yōu)良的材料以及先進的工藝制造 技術(shù)。大量選用鈦合金、提高先進鈦合金應(yīng)用水平就是重要措施之一。自 20 世紀 60 年 代以來，國外軍用飛機的鈦量逐年增加，當前歐美設(shè)計的各種先進軍用戰(zhàn)斗機和轟炸機 中鈦合金用量已經(jīng)穩(wěn)定在 20%以上，并且新機型的用鈦量占比正在大幅提升。 化工行業(yè) 鈦具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學性能和工藝性能，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟許多部門。特別是在化工生產(chǎn)中，用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料。這 對增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長設(shè)備使用壽命，減少消耗，降低能耗，降低成本，防 止污染，改善勞動條件和提高勞動生產(chǎn)率等方面都有十分重要的意義。 經(jīng)過多年的推廣，鈦及其合金已作為一種優(yōu)異的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料在化工生產(chǎn)中得到 了廣泛應(yīng)用。目前鈦設(shè)備的應(yīng)用已從最初的純堿與燒堿工業(yè)擴展到氯酸鹽、氯化銨、尿 素、有機合成、染料、無機鹽、農(nóng)藥、合成纖維、化肥、和精細化工等行業(yè)，設(shè)備種類 已從小型、單一化發(fā)展到大型、多樣化。 海洋工程 隨著科學技術(shù)的發(fā)展和陸地資源日趨枯竭，人類開發(fā)利用海洋已經(jīng)提到日程上來了。鈦對于海水有優(yōu)異的耐蝕性能，大量運用于海水淡化、艦船、海洋熱能開發(fā)和海底資源 開采等領(lǐng)域。 早在 20 世紀 60 年代，我國就已經(jīng)開始了對鈦及鈦合金在船舶及海洋工程裝備上的 應(yīng)用研究，并做了大量工作，已基本形成了牌號較多、性能各異、品種規(guī)格齊全的船用 鈦合金體系。由于鈦及鈦合金自身所具備的特性，使其在艦船以及海工裝備的應(yīng)用上具 有得天獨厚的優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊 船、掃雷艇以及螺旋槳推進器、海水管路、冷凝器、熱交換器等。 日常生活 鈦在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，可謂無處不在，例如高爾夫球頭、自行車車架、 網(wǎng)球拍、輪椅、眼鏡架等都會應(yīng)用到鈦。 2、國內(nèi)高端鈦材消費占比明顯低于全球水平 鈦材的生產(chǎn)工藝主要是先對海綿鈦熔鑄加工，制取鈦錠，再對鈦錠進行鍛造，擠壓， 扎制或拉伸，得到可供下游使用的鈦或鈦合金棒材、管材、板材、餅材、環(huán)材等制品。鈦材成材率低，加工過程中產(chǎn)生大量廢屑殘料，致使生產(chǎn)成本較高。 鈦合金原材料為海綿鈦和鋁、鉬、鉻等中間合金。其中，海綿鈦為鈦合金生產(chǎn)加工 主要材料，其成本占原材料總成本比例超過60%。目前，我國1噸鈦材約需要1.7噸海綿 鈦原料。 鈦加工材的生產(chǎn)主要集中于中國、美國、俄羅斯、日本等國。2010 年，我國超越 美國成為世界第一大鈦材生產(chǎn)國，但我國大部分鈦材都應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)含量相對 不高，而美國主要是航空鈦材等高端鈦材。2018年我國鈦材產(chǎn)量高達6.34萬噸，同比增 長14.42%。 2011年，全球商業(yè)航空的消費比例達到46%，軍用鈦材比例為9%(主要為軍用航空)， 整個航空領(lǐng)域消耗鈦材比例超50%；工業(yè)消耗鈦材比例為43%，新興市場消費鈦材比例為 2%。但是，鈦制品需求結(jié)構(gòu)在地區(qū)上存在明顯差異，在擁有發(fā)達的航空航天和軍工國防 工業(yè)的北美和歐盟地區(qū)，尤其是美國， 50%以上的鈦制品需求來自于航空航天和軍工國 防領(lǐng)域。我國雖然是全球最大的鈦金屬生產(chǎn)國和消費國之之一，但是我國鈦制品需求大 部分來自化工領(lǐng)域，技術(shù)含量相對不高，航空航天領(lǐng)域高端需求占15%左右。具體到化 工領(lǐng)域，鈦材應(yīng)用主要為抗腐蝕材料，六大應(yīng)用領(lǐng)域分別為氯堿、純堿、真空制鹽、石 油化纖、精細化工和無機鹽。 3、航空航天鈦材需求快速增長，高端鈦材消費占比顯著提升 近幾年我國航空航天鈦材需求量保持高速增長，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)， 2015-2018年航空航天鈦材消費量分別為6862噸、8519噸、8986噸、10295噸，分別同比 增長41%、24%、5%、14.6%。這與我國航空航天高速發(fā)展密切相關(guān)，運-20量產(chǎn)，太行發(fā) 動機穩(wěn)定量產(chǎn)。2018年我國化工鈦材消費量為2.61萬噸，隨著我國航空航天鈦材消費量 高速增長，未來有望超過化工領(lǐng)域鈦材消費量。 高端鈦材應(yīng)用領(lǐng)域（航空航天、船舶和海洋工程）消費量占比顯著提升。2011年， 我國高端鈦合金（航空航天、船舶和海洋工程）消費量6143噸，占我國鈦合金消費總量 比例為13.8%；2018年，我國高端鈦合金（航空航天、船舶和海洋工程）消費量14029 噸，占我國鈦合金消費總量比例為24.4%。 4、我國國產(chǎn)大飛機和軍機升級換代將帶來航空鈦材長期需求 鈦合金在飛機上主要應(yīng)用兩大類：1）飛機結(jié)構(gòu)件：主要用于骨架、蒙皮、機身隔 框、起落架、防火壁、機翼、尾翼、縱梁、艙蓋、龍骨、緊固件、前機輪、拱形架等；2）航空發(fā)動機：主要用于風扇葉片、壓氣機葉片、盤、軸和機匣等。 國產(chǎn)大飛機 大飛機一般是指起飛總重超過 100 噸的運輸類飛機，包括軍用大型運輸機和民用大 型運輸機，也包括一次航程達到 3000 公里的軍用或乘坐達到 100 座以上的民用客機。 目前中國大飛機是著名的所謂三劍客即大型運輸機運-20、水陸兩棲飛機 AG600、大 型客機 C919。其中大型軍用運輸機運-20 和大型水陸兩棲飛機 AG600 的總體研制由中 航工業(yè)承擔，大型民用客機 C919 的總體研制則由中國商飛承擔。 C919 是中國首款完全按照國際先進適航標準和主流市場標準自主研發(fā)的單通道干 線飛機。2017 年 11 月 10 日，我國自主設(shè)計研制的國產(chǎn)大型客機 C919 飛機 101 架機從 上海浦東成功轉(zhuǎn)場至西安閻良，順利完成首次城際飛行。截至 2018 年 2 月 26 日累計獲 28 家客戶 815 架訂單。2018 年 2 月 6 日，中國商用飛機有限責任公司宣布 2021 年交付 首架 C919 單通道客機。六架試飛機已經(jīng)全部實現(xiàn)首飛，力爭在 2021 年向東航首次交付。 市場預(yù)計 C919 機身鈦使用量占重量的 9.3%，預(yù)計每架 C919 機身鈦使用量 4 噸左右。 根據(jù)中國商飛公司市場預(yù)測年報（2019-2038）中預(yù)測，未來 20 年，全球航空旅客 周轉(zhuǎn)量（RPKs），將以平均每年 4.3%的速度遞增，預(yù)計將有 45459 架新機交付，其中單 通道噴氣客機交付量為 32055 架（占交付總量三分之二以上）。年報預(yù)測中國航空市場 將接收 50 座以上客機 9205 架，其中 120 座級以上單通道噴氣客機交付 6119 架，250 座級以上雙通道噴氣客機交付 2128 架。 運-20（中國代號：Y-20、鯤鵬，英文：Xian Y-20 ）運輸機：是中國自主研發(fā)的 新一代噴氣式重型軍用大型運輸機，為中國大飛機三劍客之首，由中國航空工業(yè)集團公 司第一飛機設(shè)計研究院設(shè)計、西安飛機工業(yè)集團為主制造，并于 2013 年 1 月 26 日首 飛成功。2016 年 7 月 6 日上午，運-20 授裝接裝儀式在西部戰(zhàn)區(qū)空軍航空兵某部舉行， 這標志著中國軍隊的快速反應(yīng)和遠程投送能力取得了質(zhì)的飛躍。 在運-20 誕生之前，中國國產(chǎn)最大的運輸機就是運-8 以及在其基礎(chǔ)上改進的 運-9。如果從改裝特種機的角度看，上述平臺不到 70 噸的起飛重量還是偏小。運－20 的研制和交付，將使得這一問題得到部分的解決，運－20 比較適合改裝 的特種機主要是加油機和大型預(yù)警機。 我國軍用飛機加快升級換代 根據(jù)《飛行國際》發(fā)布的《WorldAirForce2019》，我國現(xiàn)有各類戰(zhàn)機總數(shù) 3187 架，美國各類戰(zhàn)機總數(shù) 13398 架，俄羅斯各類戰(zhàn)機總數(shù) 4078 架。其中我國作戰(zhàn)飛 機 1624 架、特種飛機 97 架、戰(zhàn)斗直升機 902 架、運輸機 193 架；美國作戰(zhàn)飛機 2826 架、特種飛機 759 架、戰(zhàn)斗直升機 5429 架、運輸機 940 架；俄羅斯作戰(zhàn)飛機 1591 架、特種飛機 125 架、戰(zhàn)斗直升機 1448 架、運輸機 401 架 我國仍有三成比例作戰(zhàn)飛機是二代作戰(zhàn)飛機。這里作戰(zhàn)飛機包含有戰(zhàn)斗機、戰(zhàn) 斗轟炸機、強擊機、戰(zhàn)略轟炸機等裝備有進攻性武器系統(tǒng)的固定翼戰(zhàn)機。我國作戰(zhàn) 飛機中，有 J-7、J-8 二代作戰(zhàn)飛機 561 架，占我國作戰(zhàn)飛機比例高達 34.5%；三代 作戰(zhàn)飛機 J-10 有 260 架、J-11/15su-27/30/35 有 391 架，合計 651 架，占我國作 戰(zhàn)飛機比例為 40.1%。美國作戰(zhàn)飛機基本上是三代以上作戰(zhàn)飛機，并擁有四代作戰(zhàn) 飛機 F-22 178 架，F(xiàn)-35 214 架。二代作戰(zhàn)飛機已經(jīng)不適合現(xiàn)代戰(zhàn)爭，隨著我國第 三代作戰(zhàn)飛機日趨成熟，新型戰(zhàn)機殲-16，殲-10c 以及五代隱身戰(zhàn)斗機殲-20 的相 繼服役，未來二代作戰(zhàn)飛機將逐漸退役。 由于鈦合金用于制造飛機發(fā)動機和機體能夠有效地提高發(fā)動機推重比和機體機構(gòu) 效率，近年來軍用飛機上所用鈦合金材料的比例正在不斷上升。三代作戰(zhàn)飛機F-16的鈦 合金結(jié)構(gòu)件用量約3％，F(xiàn)/A18-ElF、蘇-27的用量已達15％以上；第四代作戰(zhàn)飛機F-22 中鈦合金結(jié)構(gòu)件用量已占機身結(jié)構(gòu)總重量的41％，其F119發(fā)動機用鈦含量39%。SR-71偵 察機的機身幾乎全由鈦合金組成。 5、國內(nèi)高端鈦材集中度非常高 我國鈦材企業(yè)較多，低端產(chǎn)品的競爭非常激烈，高端產(chǎn)品生產(chǎn)較為集中。高端鈦 材的生產(chǎn)集中于寶鈦股份、西北有色研究院等少數(shù)企業(yè)。寶鈦股份和西北有色研究院是 國內(nèi)建國以來重點建設(shè)的鈦等稀有金屬研究與生產(chǎn)機構(gòu)，在鈦材供應(yīng)體系中地位舉足輕 重。寶鈦股份和西北有色研究院，一直是國內(nèi)軍工用鈦的主要供應(yīng)商，分享高端鈦材市 場，近來西北院旗下的西部材料也加大了在軍工用鈦市場上的開發(fā)力度，市場份額在不斷上升。 根據(jù)攀鋼集團做的調(diào)研報告，2014年我國航空航天鈦材需求量為4861噸，其中寶 鈦股份為2110噸，占比43.4%，其他量比較大的分別為西部超導(dǎo)1304噸，西部材料550噸。集中度非常高，寶鈦股份、西部超導(dǎo)和西部材料三家公司占國內(nèi)航空航天需求量的81.5%。 6、相關(guān)上市公司簡介 寶鈦股份 國內(nèi)鈦材行業(yè)龍頭，高端鈦材寡頭。公司是我國最大的以鈦及鈦合金為主的專業(yè)化稀有金屬生產(chǎn)科研基地，主導(dǎo)產(chǎn)品鈦材年產(chǎn)量位居世界同類企業(yè)前列。公司擁有從海 綿鈦到下游深加工鈦材的完整產(chǎn)業(yè)鏈，目前產(chǎn)能：海綿鈦1萬噸，熔鑄能力2萬噸， 鈦 加工材1萬多噸。我國目前軍用航空鈦材供應(yīng)商主要集中在寶鈦股份和西部有色金屬研 究院（西部材料和西部超導(dǎo)），寶鈦股份占四成以上。 公司擬非公開增發(fā)不超過9700萬股。高品質(zhì)鈦錠、管材、型材生產(chǎn)線建設(shè)項目：新增鈦及鈦錠總產(chǎn)能10,000噸、鈦合金管材產(chǎn)能290噸、鈦合金型材產(chǎn)能100噸；宇航級寬 幅鈦合金板材、帶材、箔材生產(chǎn)線項目：新增板材產(chǎn)能1,500噸/年、帶材產(chǎn)能5,000噸/ 年、箔材產(chǎn)能500噸/年。 西部超導(dǎo) 西部超導(dǎo)控股股東是國內(nèi)知名的難熔材料研究機構(gòu)西北有色金屬研究院，陜西省 財政廳為公司實際控制人。公司已形成了航空航天用特種鈦合金材料、醫(yī)療用鈦合金材料和超導(dǎo)材料三大主體產(chǎn)品系列。 公司是我國高端鈦合金棒絲材、鍛坯主要研發(fā)生產(chǎn)基地之一，公司生產(chǎn)的高端鈦 合金材料，包括棒材、絲材、鍛坯等，主要用于航空（包括飛機結(jié)構(gòu)件、緊固件和發(fā)動 機部件等）、艦船、兵器等。公司生產(chǎn)的高端鈦合金材料已成為我國航空、航天結(jié)構(gòu)件 用主干鈦合金，為我國新型戰(zhàn)機、運輸機的首飛和量產(chǎn)提供了核心材料。公司已成為 我國新型飛機用鈦合金材料的主要供應(yīng)商之一。鈦材加工產(chǎn)能4950噸/年。 西部材料 西部材料由國內(nèi)知名的難熔材料研究機構(gòu)西北有色金屬研究院控股，西安航天科 技工業(yè)公司（系中國航天科技集團公司下屬企業(yè)）為第二大股東，股東實力較強，在軍工市場具有天然的優(yōu)勢。西部材料的鈦材業(yè)務(wù)由西部鈦業(yè)公司負責經(jīng)營，目前該公司擁 有鈦錠熔煉能力達到8000噸，鈦材加工能力達到5000噸，產(chǎn)品主要為管材和板材。 相關(guān)鏈接 2021-12-29 利泰金屬談鈦合金在航天領(lǐng)域的應(yīng)用需求 2021-12-28 航空航天領(lǐng)域用鈦鍛件鈦棒等鈦合金的特點及類型 2021-12-27 航空用鈦合金鍛件的新工藝方法 2021-12-24 TA15鈦板生產(chǎn)廠家談鈦及鈦合金焊接工藝與特性 2021-12-19 航空用TC11鈦合金棒組織均勻性控制方法 2021-12-18 半球形TC4鈦合金鍛件存在的缺陷與生產(chǎn)工藝改進方法 2021-12-09 寶雞鈦棒廠家定制鈦鉬合金棒 TB7鈦棒 TB11鈦棒 2021-12-09 退火溫度對GR9鈦合金棒材組織及性能的影響 2021-12-07 我國鈦棒鈦板鈦鍛件等鈦合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與展望 2021-11-30 TC11鈦合金材料氬弧焊補焊工藝研究