2021年中国航空材料行业概览.pdf

1 2021年中国航空材料行业概览 China Aviation Materials Industry Overview in 2021 2021年中国航空材料業界概要 w w w 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系 头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。 未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行 为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头 豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹 ”的商号、商标 ，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其 他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 概览标签 ：高温合金、钛合金、复合材料 报告主要作者：黄海琪 2021/042021 LeadLeo 行业峰会策划、奖项评选、行业 白皮书等服务 头豹研究院简介 头豹是国内领先的原创行企研究内容平台和新型企业服务提供商。围绕“协助企业加速资本价值的挖掘、提升、传播”这一核心目标，头豹打 造了一系列产品及解决方案，包括：数据库服务、行企研报服务、微估值及微尽调自动化产品、财务顾问服务、PR及IR服务，以及其他企业 为基础，利用大数据、区块链和人工智能等技术，围绕产业焦点、热点问题，基于丰富案例和海量数据，通过开放合作的增长咨询服务 等 头豹致力于以优质商业资源共享研究平台，汇集各界智慧，推动产业健康、有序、可持续发展 300+ 50万+ 合作专家 2万+ 注册机构用户 公司目标客户群体 覆盖率高，PE/VC、 投行覆盖率达80% 资深分析师 和研究员 5,000+ 细分行业 深入研究 原创内容 100万+ 行研数据元素 企业服务 为企业提供定制化报告服务、管理 咨询、战略调整等服务 提供行业分析师外派驻场服务，平台数据库、 报告库及内部研究团队提供技术支持服务 地方产业规划，园区企业孵化服务 云研究院服务 行业排名、展会宣传 园区规划、产业规划 四大核心服务2021 LeadLeo 1、头豹科技创新网()：PC端阅读全行业、千本研报 2、头豹小程序：微信小程序搜索“头豹”、手机扫上方二维码阅读研报 图说 表说 专家说 数说 3、行业精英交流分享群：邀请制，请添加右下侧头豹研究院分析师微信 详情咨询 研报阅读渠道 扫一扫 实名认证行业专家身份4 概要 1.预计未来5-10年内，随着军备费用的提高，空军将会迎来 新老机型更替的高峰期，而新机型的上线将推动航空材料的 需求市场 2017年，“十九大”报告提出，中国力争2035年基本实现国防与军队现代化， 军队将更多地使用第三、第四代战斗机。战斗机的跟新换代将推动航空材 料量和质的需求，这将在技术与产能方面驱动中国航空材料的发展 2.在中国民航制造业不断发展的大背景下，航空材料行业发 展势在必行 C919干线客机是中国按照国际民航规章自行研制并且具有自主知识产权的 中型喷气式民用飞机，与2017年5月首飞成功，当前C919订单总数超过 1000架，主要客户包括东方航空、海南航空、中国国际航空、中国南方航 空、各大融资租赁企业等，累计客户数量达到28家 3.近年来，在中国高校和科研院所的不断努力下，航空材料， 尤其是耐高温材料和高温合金都取得突破 近年来，在中国高校和科研院所的不断努力下，航空材料，尤其是耐高温 材料和高温合金都取得突破，中国国产飞机发动机制造打下了坚实的制造 基础。但中国当前自主研发的航空材料类型仍旧略显单薄，复合材料等的 研发涉及不多，中国航空材料的研发依旧任重道远 航空材料：中国飞机中国原料 2017年，中国制造国产大飞机C919首次试飞成功，引起世界广泛关注。飞机制 造被称为“现代工业上的皇冠”，而航空材料为飞机制造的重中之重。在中国国产 飞机实现量产的背景下，中国国产航空材料也在努力突破，取得发展。航空材料 由于其特殊工作环境与性质，具有轻质高强、高温耐蚀的特点。以用途来划分， 航空材料包括结构材料和功能材料；以质地来分，航空材料分为金属材料、高分 子材料、无机非金属材料和复合材料。现阶段，航空材料产业链上游有色金属原 材料价格较为平稳，略有波动，中游国产化程度增加，但高质量的航空材料仍需 进口，下游零部件生产商主要有海外企业为主，但中国制造商逐渐打破垄断。 2016-2020年，中国政府一直致力于推进中国航空材料的研发与应用，给予航空 材料研发团队、科研院所、企业等资源和税收等优惠政策，同时，中国支持飞机 国产化制造的政策也推动了航空材料的需求5 名词解释 - 9 航空材料的主要分类与特点 - 10 航空材料的主要应用分布 - 11 航空材料产业链分析 - 12 上游：金属原材料（1/2） - 13 上游：金属原材料（2/2） - 14 中游：合金（1/2） - 15 中游：复合材料（2/2） - 16 下游：零部件生产商 - 17 中国航空材料发展政策分析 - 18 中国航空材料发展驱动因素 - 19 军备开支增加 - 20 中国军机换代 - 21 中国民用航空制造业快速发展 - 22 中国航空材料发展历程 - 23 中国航天材料的发展难点 - 24 中国航天材料的发展突破 - 24 高温PST钛铝单晶 - 25 中国航天材料的发展趋势 - 26 多元优化 - 27 复合材料成为主角 - 27 中国航天材料发展的投资风险 - 28 目录 CONTENTS6 中国航天材料的发展上市企业 - 29 财务数据分析 - 30 上市企业研发费用对比 - 31 方法论 - 32 法律声明 - 33 目录 CONTENTS7 2020 LeadLeo Terms - 9 The main classification and characteristics of aeronautical materials - 10 The main application distribution of aviation materials - 10 Analysis of aviation material industry chain - 12 Upstream Analysis：alloy（1/2） - 13 Upstream Analysis：alloy（2/2） - 14 Mid-stream Analysis：alloy（1/2） - 15 Mid-stream Analysis：composite（2/2） - 16 Downstream Application Field Analysis：Component manufacturer - 17 Aeronautical Materials Development in China - Policy Analysis - 18 Driving factors of aeronautical materials development in China - 19 Expenditure on armaments increases - 20 Chinas military aircraft upgrade - 21 Chinas civil aviation industry has developed rapidly - 22 The development of aeronautical materials in China - 23 Difficulties in the development of space materials in China - 24 Contents8 2020 LeadLeo Breakthroughs in the development of space materials in China - 27 Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature - 28 The development trend of aerospace materials in China - 29 Multioptimization - 29 Composite materials become the main character - 30 Investment risks in the development of space materials in China - 31 The development of aerospace materials in China - listed enterprises - 32 Financial data analysis - 33 Comparison of R&D expenses of listed enterprises - 34 Methodology - 35 Legal Statement - 36 Contents9 2021 LeadLeo 图表1：中国国产海绵钛价格，2015年Q3-2020年Q2 - 17 图表2：全球基础金属价格走势，2015年5月-2020年6月 - 17 图表3：金属钴价格走势，2015年Q3-2020年Q2 - 18 图表4：全球镍价格走势，2015年5月-2020年6月 - 18 图表5：航空材料中的主要合金材料 - 19 图表6：钛合金、镍基合金、钢、铝合金耐热对比 - 19 图表7：航空材料中的主要复合材料 - 20 图表8：复合材料在航空领域的应用比例 - 20 图表9：全球航空零部件生产商分布，2021年 - 21 图表10：中国航空材料发展政策分析，2016-2021年 - 22 图表11：中国财政国防支出与GDP增长，2011-2019年 - 24 图表12：中美俄军费支出对比，2011-2019年 - 24 图表13：中国战斗机数量，2021年 - 25 图表14：战斗机钛合金和复合材料用量 - 25 图表15：ARJ21支线飞机与C919干线客机订单情况，2020年 - 27 图表16：中国民用航空钛材料需求与预测，2020年-2023年 - 27 图表17：中国航天材料技术新突破，2010-2021年 - 29 图表18：各大机型复合材料用量，2021年 - 32 图表19：C919和CR929机型复合材料用量对比，2021年 - 32 图表20：中国航天材料发展的投资风险 - 33 图表21：中国航天材料优质企业介绍 - 35 图表22：中国航天材料上市企业财务数据对比 - 36 图表23：中国航天材料上市企业研发费用对比，2017-2019年 - 37 图表目录 List of Figures and Tables10 比强度：比强度是材料的抗拉强度与材料表观密度之比，法定单位为牛/特（N/tex）。比强度越高表明达到相应强度所用的材料质量越轻。优质的结构材料应具有较高 的比强度，才能尽量以较小的截面满足强度要求，同时可以大幅度减小结构体本身的自重。 比刚度：比刚度是指材料的弹性模量与其密度的比值，亦称为“比模数” 或“比弹性模量”，是结构设计，特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求之一。 复合材料：复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。 海绵钛：海绵钛，是钛加工材的原料。一般为浅灰色颗粒，表面清洁，无目视可见的夹杂物，也包括有缺陷的海绵钛块，如过烧的海绵钛块、具有明显的暗黄色和亮黄 色的氧化海绵钛块、带有暗黄色和亮黄色痕迹的氧化和富氮的海绵钛块、带有明显氯化物残余的海绵钛块、带有残渣的海绵钛块等。 第一代战斗机：第一代战机于20世纪40年代末50年代初问世，代表机型有美国的F-86和苏联的米格-15等，这一代战斗机以大口径航空机枪（炮）为武器，可在跨声速 区进行近距空战格斗，实用升限约为15000m，采用中等后掠角机翼，推重比45。后期带加力燃烧室的涡喷发动机配备光学瞄准具，且部分飞机装有作用距离仅几千米 的截击雷达，第一代战机已基本退役，我国第一代战斗机有米格15、歼5（米格17）。 第二代战斗机： 第二代超音速战斗机出现于50年代末和60年代初。代表机型包括美国F-104“战星”式；英国“闪电”式；法国的“幻影”和“幻影”F1；瑞典的萨伯-37；前苏 联的米格-21等；中国在米格-21基础上研制的歼7等。 第三代战斗机：第三代战机是上个世纪六十年代后主要出现的战斗机，其特色为应用第三代航空发动机使中低空机动灵活性高、配备先进雷达设备、加强导弹应用等。 主要使用年代为1972年后。 第四代战斗机：第四代战斗机是指在20世纪70年代陆续开始服役的、吸收第三代战斗机设计与使用上的经验，加上诸多空中冲突与演习显示出来的问题和需求，融合之 后成为冷战结束前后最主要的角色，使用第四代航空发动机。特征是机动性、电子系统的提升，还有部分隐身的尝试性使用。代表机型：F15E、F18、JAS-39战斗机、鹰 狮NG战机、阵风战斗机、台风战斗机、“幻影2000”、米格-35、苏30SM战机、苏33、苏34、苏35、歼-10B、歼-11B、歼-15、歼-16。 传感技术：传感技术就是传感器的技术，可以感知周围环境或者特殊物质，比如气体感知、光线感知、温湿度感知、人体感知等等，把模拟信号转化成数字信号，给中 央处理器处理。最终结果形成气体浓度参数、光线强度参数、范围内是否有人探测、温度湿度数据等等，显示出来 名词解释航空材料的背景12 2021 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 航空材料的主要分类与特点 航空材料由于其特殊工作环境与性质，具有轻质高强、高温耐蚀的特点。以用途来分，航空材料包括结 构材料和功能材料；以质地来分，航空材料分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料和复合材料 航空材料的主要分类与特点 航空材料 金属材料 纯金属/合金 高分子材料 天然材料/合成材料 无机非金属材料 除金属材料、有机高分子材料以 外的几乎所有材料 复合材料 由一种或多种起增强作用的材料 与一种起粘结作用的材料结合制 成的具有较高强度的结构材料 细分 结构材料 结构材料以力学性能为主。航空 产品中典型的结构包括：机身、 机翼、垂直尾翼、水平尾翼、各 种操纵面、起落架（除传动机构 之外的部分）等。用于加工制造 这些结构的单元件的材料都属于 结构材料 主要的航空结构材料包括结构钢 与不锈钢、高温合金、轻金属材 料（含铝及铝合金、钛及钛合 金）、聚合物基复合材料等 功能材料 机载设备中的关键材料主要是各 种微电子、光电子、传感器等光、 声、电、磁、热的高功能及多功 能材料 高比强度和高比刚度 优良的耐高低温性能 耐老化和耐腐蚀 适应空间环境 有寿命和安全 分类 特点 铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合 金、粉末冶金合金等 玻璃、陶瓷等 透明材料、胶粘剂、橡胶及密封剂、涂 料、工程塑料等 聚合物基复合材料、金属基复合材料、 无机非金属基复合材料、碳/碳复合材 料等 具体材料13 2021 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 航空材料的主要应用分布 航空材料中复合材料的运用领域较多，碳纤维及复合材料应用范围最广；其次合金也是航空材料的重要 组成部分，其中钛合金、高温合金应用较多 航空材料的主要应用分布 复合材料：碳纤维及复合材料 主要用于主承力结构、次承力结构， 应用范围较广 复合材料：金属基复合材料 主要用于结构件，具体包括主舱体 龙骨桁架与支柱 复合材料：陶瓷基复合材料 主要用于航空发动机热端部位，具体 包括发动机燃烧室、涡轮等部位 合金：高温合金 主要用于航空发动机热端部位，具体 包括发动机燃烧室、导向器、涡轮叶 片、涡轮盘这四大部位 合金：钛合金 主要用于主承力结构、次承力结构以 及发动机500以下的部位，运用范围 较广 合金：新型铝锂合金 主要用于主承力结构、次承 力结构 特种工程塑料 主要用于零部件，如货舱排水系统、低压液体处 理系统、电缆管道和保护外套等 无机非金属材料： 低膨胀微晶玻璃 激光晶体 高分子材料： 铝箔材料 吸波材料14 2021 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 中国航空材料发展历程 中国航空材料发展史开始于仿制阶段随后摆脱西方国家的技术依赖，开始了自主研发创新之路，近年来 中国相继实现了高温合金与复核材料的自主研发，实现了新的突破，但与发达国家仍有差距 中国航空材料发展史开始于仿 制阶段，在苏联的援建下建设 了最初的航空材料生产研发设 施，随后摆脱西方国家的技术 依赖，开始自主研发创新之路 中国相继实现了高温合金自主 研发、复合材料自主研发等重 难点项目，打破行业壁垒，实 现了新的突破 随着中国航空业的发展，市场 对航空材料的需求更加多样化。 然而中国和世界上领先的航空 材料制造国如美国、俄罗斯、 日本等国相比，中国航空材料 牌号较少，且在研发和生产方 面仍有一定差距 中国航空材料发展历程，1950-2021年 头豹洞察 50年代，中国航空工业处于起步 状态，中国尚未有航空材料自主 生产能力，所有航空材料也都依 赖苏联进口 1952年4月，中央财经委副主任 李富春受毛泽东委托，开始组织 建立航空工业独立自主生产体系 1952年8月，周恩来把航空材料 研究所的建设列入苏联援建重点 156项之一 “一五计划”中改造老厂成为军工 生产厂 建立了设计航空各专业的成体系 的高等院校，如北京航空学院、 西北工业大学、北京钢铁学院、 东北工学院、南京航空学院、上 海交通大学等 进入20世纪60年代，中国开始 中国自主研发航空材料的道路 1960年，为解决航空材料供应 问题，中央以104号专案任务 下达全国10大钢厂共同完成高 温合金的试制生产任务。1961 年，下达了105号专案任务， 解决歼6飞机所需关键材料 1965年，中国航空工业所需的 高温合金满足需求。批量生产 的歼6飞机所需的12,319项原 材料和直5所需的9,019项原材 料，全部由中国756家厂提供 1973年以后，中国甘肃镍矿开 发成功，中国不再缺镍 空心涡轮叶片高温合金材料 K417研制成功，取得中国航空 材料界的突破性进展 1985年，“多孔气冷铸造一级涡 轮叶片的研发与推广“取得国家 科技进步奖 1988年，中国开始采用泡沫陶 瓷开发出铸造高温合金过滤净 化技术，对返回料的应用创造 了条件。 1992年，中国又发展了单晶高 温合金叶片制造工艺，并开发 出单晶高温合金（DD3、DD4、 DD6、DD402等），同时还发 展了单晶涡轮转子叶片铸造工 艺 至此，中国航空铸造工艺需要 的人才储备、知识储备、技术 储备与装备储备已经完成 进入21世纪，中国在航空陶 瓷、纳米、合金等复合材料领 域的研究取得了一定的成果 2009年9月，中航工业与西北 工业大学联合成立中航陶瓷基 复合材料。中国自主研发的高 温复合材料进入产业化阶段 碳纤维T700、T800碳纤维已 经得到应用。2016年，中国 成功研发出了M60J级别的高 模量碳纤维，成本低，正在进 行量产研究 2016年，中国研发团队成功 研发高温PST钛铝单晶合金， 拓宽了高温合金的应用领域， 对于新型轻质高温结构材料的 发展和应用具有重要意义 1950S 建设阶段 1960S-1970S 起步阶段 1980S-1990S 发展阶段 主要研发成果： K417 、 DD3 、 DD4 、 DD6 、 DD402等 主要研发成果： GH30（中国第一个高温合金）、 808合金（GH135）、 GH140（GR2） 镍基合金GH33A、DZ3、DZ4、 DZ22、201叶片、K11、K14、K1、 K3、K5、K6 21世纪-至今 发展阶段 主要研发成果： 先进树脂基复合材料、座舱玻 璃材料、橡胶密封材料、先进 涂层和镀层、功能材料、机隐 身材料、超高温材料，金属基 和陶瓷基复合材料航空材料的产业链分析16 2021 LeadLeo 航空材料发展产业链分析 2015-2020年，航空材料产业链上游有色金属原材料价格较为平稳，略有波动，中游航空材料的国产化 程度增加，下游零部件生产商主要以海外企业为主，但中国制造商逐渐打破零部件生产巨头的垄断 航空材料产业链分析 上游 中游 下游 来源：各企业官网，头豹研究院编辑整理 航空材料 航空部件生产商 原材 料 航空材料的中游主要为三个部分，分别合 金、复合材料和其他材料 随着中国飞机制造产业的不断发展，高性 能的复合材料在现代航空业中的占比越来 越高，在未来，复合材料在航空领域的应 用前景将十分广泛 其他材料 复合材料 合金 合金原材料 复合材料原材料 航空零部件生产商主要为海外企业，且被几家巨头 公司垄断，如美国通用、意大利阿莱尼亚、霍尼韦 尔、劳斯莱斯等，亚洲地区日本三菱和川崎重工较 为强势 以中航为代表的中国航空材料自主研发制造商逐渐 崛起，中国航天零部件制造商涉及的零部件种类较 多，基本零部件都有涉及，打破了海外零部件商垄 断的格局 64.0 53.5 65.5 80.0 58.5 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 2015-06 2016-06 2017-06 2018-06 2019-06 2020-06 钛合金是航空合金材料中 的重要组成部分，因此， 金属钛是航空材料中不可 或缺的原材料 2010年之前，海绵钛的价 格居高不下，因此钛合金 在航空领域的应用成本较 高。2010年之后，海绵钛 市场价格逐渐趋于理性， 波动下降。2016年上半年 达到近5年的最低点，而后 逐渐波动上升。在2020年， 海绵钛上升到80万元/吨， 随后回落到58.5万元/吨。 价格的逐渐降低，有利于 钛合金在航空领域的大规 模应用 中国国产海绵钛价格，2015年Q3-2020年Q2 类别 海外制造商 中国制造商 发动机 美国通用、劳斯莱斯 中航动力、南 方航空动力 机翼 意大利阿莱尼亚、日 本三菱 航天科工、上 海飞机制造厂 机电系统 美国派克、德国立勃 海尔 中航机电、中 航工业金城 全球航空零部件生产商分布，2021年17 2021 LeadLeo 来源：Wind，头豹研究院编辑整理 航空材料产业链上游分析金属原材料（1/2） 上游原材料中，海绵钛在中国的储量大，2010年后价格保持在40-80万元/吨，价格的降低有利于航空制 造的成本控制.基础金属原材料供应充足，价格较为平稳，对中游影响较小 钛合金是航空合金材料中的重要组成部分，因此金属钛是航空材料中不可或缺的原材 料。根据2017年的数据，中国钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的 38.85%，主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地，其中攀西是中国最大的钛 资源基地，钛资源量为8.7亿吨 海绵钛是钛材的主要原料。从价格上来看，2010年之前，海绵钛的价格居高不下，因 此，钛合金在航空领域的应用成本较高。2010年之后，价格逐渐趋于理性，波动下降。 2016年上半年达到近5年的最低点，为45.5万元/吨，而后逐渐波动上升，在2020年上 升到80万元/吨，随后回落到58.5万元/吨。价格的降低有利于航空制造的成本控制 单位：元/吨 中国国产海绵钛价格，2015年Q3-2020年Q2 全球基础金属价格走势，2015年5月-2020年6月 基础的铜、铁、铝等是航空材料中不可或缺的上游基础性原材料。中国铜、铁、铝三 种基础金属分布较广，开采量大，供应充足，不存在稀缺性 从2015-2020年，铜、铁、铝三种原材料的价格保持稳定，5年间未出现较大程度的波 动。其中，铁矿石的价格最为低廉，保持在70-120元/吨之间的，金属铜的价格三者 中最高，5年间保持在4500-7000元/吨之间，金属铝的价格较为稳定，价格在2000元/ 吨左右浮动。由此来看，基础金属原材料不管在供应量还是价格上，对中游航空材料 影响均较小 45.5 64.0 53.5 65.5 80.0 58.5 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 2015-06 2016-06 2017-06 2018-06 2019-06 2020-06 价格:海绵钛:99.6%:国产 4,722.20 6,965.86 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 0.0 1,000.0 2,000.0 3,000.0 4,000.0 5,000.0 6,000.0 7,000.0 8,000.0 实际市场价格:全球:铁矿石 实际市场价格:全球:铜 实际市场价格:全球:铝 单位：元/千克18 2021 LeadLeo 来源：Wind，头豹研究院编辑整理 航空材料产业链上游分析金属原材料（2/2） 金属钴在2020年价格回归低位，达到20万元/吨，对中游生产商有一定利好，而金属镍的价格从2015年- 2020年有一定波动，这将会对中游的镍基产品产生一定的价格影响 金属钴是高温合金的重要原材料。据美国地质调查局2015年最新统计，全球已探明陆地钴资 源量约2,500万吨，储量720万吨，世界钴资源的分布很不平衡，刚果(金)、澳大利亚和古巴三 国储量之和就占了全球总储量的68%。截至2014年，刚果(金)钴储量达到340万吨，居世界第一 位。截至2019年，中国已探明的钴储量仅为8万吨，仅占全球总储量的1.14%。因此，中国在 金属钴的供应上主要依赖进口，国产钴较少，中游生产商议价能力较低 从价格方面来看，金属钴的价格不高，但从2015-2020年总体波动较大，其中2018年达到高点 66.4万元/吨，之后快速回落至20万元/吨上下，市场价格回归理性，低廉的市场价格有利于中 游生产商的成本控制 单位：美元/公吨 金属钴价格走势，2015年Q3-2020年Q2 全球镍价格走势，2015年5月-2020年6月 镍为高温合金的主要原材料之一，全球镍储量充沛。美国地质调查局2015年发布的数据显 示，全球探明镍基础储量约8,100万吨，资源总量14,800万吨，基础储量的约60%为红土镍矿， 约40%为硫化镍矿。根据2017年的数据，中国硫化物型镍矿资源较为丰富，主要分布在西北、 西南和东北等地，保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看， 甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的62%（其中金昌的镍产提炼规模居全球第二位），其次 是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。 2015-2020年，镍的价格整体呈现波动上涨趋势，价格区间保持在8,000美元/公吨-18,000美 元/公吨，价格波动较大，会对中游的镍基产品产生一定的价格影响 13,511.3 8,298.5 8,931.8 15,105.7 10,835.1 17,656.9 11,846.2 6,000.0 8,000.0 10,000.0 12,000.0 14,000.0 16,000.0 18,000.0 20,000.0 实际市场价格:全球:镍 22.2 21.8 39.1 66.4 48.4 21.8 24.7 15.0 25.0 35.0 45.0 55.0 65.0 75.0 市场价:钴:99.8% 单位：万元/吨19 2021 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 航空材料产业链中游分析合金（1/2） 航空材料中，镍基合金由于其高耐热和良好的稳定性，成为航空材料中运用最为广泛的合金之一，当前， 航空材料合金大多都已经实现国产化，但技术水平仍需提高 航空材料中，合金主要用于 飞机结构和飞机发动机的制 造。合金主要分为普通合金 和高温合金，高温合金中镍 基和钴基高温合金是运用最 为广泛的。其中镍基合金耐 热度高且硬度较大，所以应 用范围较广，占高温合金的 80%以上，其次为钴基高温金 属，其应用占比不足5% 钛基合金也是航空材料中重 要的一员，其质量较轻且硬 度较高，稳定性良好，常用 于飞机结构和发动机，航空 用钛占钛材总需求的53%。 在中国钛合金市场中，目前 能够批量生产军用航空钛合 金棒丝材的企业主要是：西 部超导、宝钛股份和湖南金 天钛业科技有限公司。其中， 西部超导和宝钛股份是业内 的龙头企业 航空材料中的主要合金材料 描述 名称 运用范围 主要优势 主要企业 镍基 高温合金 在航空涡轮发动机上， 镍基高温合金主要应用 在燃烧室、导向叶片、 涡轮叶片和涡轮盘 足够高的耐热强度 良好的塑性 抗高温氧化 燃气腐蚀的能力 长期组织稳定性 钢研高纳 江苏永瀚 晶海新材料 图南合金股份 钴基 高温合金 航空涡轮发动机 在航空涡轮发动机的 结构材料中使用含 20%-27%铬的钴基合 金 可在不使用任何 保护涂层的条件下 材料达到很高的抗氧 化性 蓝铸特种合金 钢研高纳 江苏永瀚 钛基 合金 飞机钛合金结构件主要 应用部位有起落架部件、 框、梁、机身蒙皮、隔 热罩等；航空发动机方 面，钛合金材料的应用 领域有压气机盘、叶片、 鼓筒、高压压气机转子、 压气机机匣等 高的比强度、 良好热稳定性 抗氧化、抗蠕变，优 异的耐腐蚀性能，抗 辐射 具备良好的耐温性能， 降低了压缩机叶片和 风扇叶片的质量，同 时还延长了零部件的 寿命与检查间隔 宝钛股份 西部材料 西部超导 鹏起科技 金天钛业 0 300 600 900 1,200 1,500 1,800 2015 2016 2017 2018 2019 温度 镍基合 金 钢 钛合金 铝合金 比强度 低 高 低 高 钛合金、镍基合金、钢、铝合金耐热对比20 2021 LeadLeo 来源：国金证券，头豹研究院编辑整理 航空材料产业链中游分析复合材料（2/2） 随着中国飞机制造产业的不断发展，高性能的复合材料在现代航空业中的占比越来越高，在未来，复合 材料在航空领域的应用前景将十分广泛 航空材料中主要的复合材料包括三种，分别为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、树脂基复合材料。三种复合材料既显示其基底的特殊性质，又通过强化剂，改良基 底的缺点。相比于单一的金属或基础合金，复合材料的性质会更加复杂和完善，更符合航空材料高强高温、轻质耐用的要求 随着中国飞机制造产业的不断发展，高性能的复合材料在现代航空业中的占比越来越高。新一代飞行器在复合材料中的占比均超过50%，中国研发制造的预计于2027 年交付的CR929飞机的原材料中，复合材料上的占比达到55%，由此可见，在未来，复合材料在航空领域的应用前景将十分广泛 航空材料中的主要复合材料 复合材料在航空领域的应用比例 名称 简介 主要优势 代表企业 金属基 复合材料 以金属为基础原料、添 加陶瓷，石墨、硼等增 强材料以达到所需性质 唯一正在研制并具有固有延展率的强基体复合材料 比强度、导热率高，可在较高的温度下使用 抗氧 化、抗腐蚀性强 蠕变强度高 天宜上佳 西迪 陶瓷基 复合材料 以陶瓷为基体与各种纤 维复合的一类复合材料， 陶瓷基体可为氮化硅、 碳化硅等高温结构陶瓷 密度低，仅约为高温合金的25%-33% 耐高温能力良好，仅需较少气体冷却甚至无需冷却， 使用该材料可实现在高温合金的耐温基础上进一步提 升工作温度（400-500） 氧化稳定性高，使用该材料的高温部件可不使用昂 贵且沉重的隔热涂层或氧化保护涂层 西安鑫垚 超码科技 树脂基 复合材料 有机聚合物为基体的纤 维增强材料，通常使用 的纤维增强体为玻璃纤 维、碳纤维、玄武岩纤 维或芳纶等 比强度、比模量高 抗疲劳、耐腐蚀 可设计性强，便于大面积整体成型 具有特殊电磁性能等特点 双一科技 亨斯迈 53% 14% 19% 6% 8% 复合材料 钛合金 铝合金 钢 其他 A350XWB机体结构材料占比 55% 16% 21% 8% 复合材料 钛合金 铝合金 钢 CR929机体结构材料占比21 2021 LeadLeo 来源：开源证券，头豹研究院编辑整理 航空材料产业链下游分析飞机零部件制造商 中国航天零部件制造商涉及的零部件种类较多，基本零部件都有涉及，以中航为代表的中国航空材料自 主研发制造商逐渐崛起有利于拉动中国航空材料的市场需求，但部分航空材料仍需进口 现阶段，航空零部件生产 商主要为海外企业，且被 几家巨头公司垄断，如美 国通用、意大利阿莱尼亚、 霍尼韦尔、劳斯莱斯等， 亚洲地区日本三菱和川崎 重工较为强势 以中航为代表的中国航空 材料自主研发制造商逐渐 崛起，中国航天零部件制 造商涉及的零部件种类较 多，基本零部件都有涉及， 打破了海外零部件商垄断 的格局 中国零部件制造商的逐渐 崛起有利于国内航天材料 的需求，但是当前国产航 空材料品类选择不多，且 进口产品质量较高，这导 致中国零部件制造商仍需 要进口部分航空原材料 全球航空零部件生产商分布，2021年 头豹洞察 类别 主要材料 海外制造商 中国制造商 发动机 高温合金、复合材料、高分子材料 美国通用、土星公司、劳斯莱斯 中航动力、南方航空动力 机翼 高温合金、复合材料、高分子材料 意大利阿莱尼亚、日本三菱 航天科工、上海飞机制造厂 机电系统 高分子材料、复合材料、无机非金属材料 美国派克、德国立勃海尔 中航机电、中航工业金城 内饰系统 高分子材料、复合材料、无机非金属材料 Vaupell公司 香港未来国际航空、厦门太古飞机 航电系统 高分子材料、复合材料 通用电气、霍尼韦尔 中航光电、国睿科技 驾驶舱 高分子材料、复合材料、无机非金属材料 空客、巴西航空工业、庞巴迪、达索 座椅 高分子材料、复合材料、无机非金属材料 晋日本小丝公司、法国佐迪亚克 江苏恒盛、湖北航宇埃威尔 轮胎 高分子材料、复合材料、无机非金属材料 法国米其林、美国固特异 中国蓝宇航空轮胎 舱门 高温合金、复合材料、无机非金属材料 瑞典萨博、法国拉桑、霍尼韦尔、波音 四川液压 起落架 高温合金、复合材料、高分子材料 法国赛峰 中行起落架公司、第一飞机设计院 蒙皮 复合材料、无机非金属材料、高分子材料 法国Firest-Line 日本三菱 北京航空制造工程研究所 刹车副 高温合金、复合材料、高分子材料 霍尼韦尔、古德里奇 西安超码科技 机身 高温合金、复合材料、高分子材料、无机非金属材料 沃特公司、川崎重工 中国商飞、西安飞机制造厂 尾翼 高温合金、复合材料、高分子材料 意大利阿莱尼亚 航天科工、上海飞机制造厂、西安 飞机制造厂航空材料的相关政策23 2021 LeadLeo 来源：国务院，发改委，头豹研究院编辑整理 中国航空材料发展政策分析 2016-2020年，中国政府一直致力于推进中国航空材料的研发与应用，给予航空材料研发团队、科研院 所、企业等资源和税收等优惠政策，同时，中国支持飞机国产化制造的政策也推动了航空材料的需求 政策名称 颁布日期 颁布主体 政策要点 关于2021-2030年支持民用航空维修用航空 器材进口税收政策管理办法的通知 2021-04 财政部、工信部、海关总署及民航局 2021年至2030年间，对民用飞机整机设计制造企业、国内航空公司、维修单位、 航空器材分销商进口国内不能生产或性能不能满足要求的维修用航空器材，免征 进口关税。政策的实施，标志着国家对民航的税收支持再获新突破 国务院关于促进民航业发展的若干意见 2020-06 国务院 将钢铁类支持高温合金、机械类支持燃气轮机高温部件（300MW以上重型燃机 用转子体锻件、大型高温合金轮盘、缸体、叶片等）及控制系统纳入鼓励类目 录，对高温合金的发展具有积极的影响 产业结构调整指导目录（2019年本） 2019-11 发改委 积极支持国产民机制造。鼓励民航业与航空工业形成科研联动机制，加强适航 审定和航空器运行评审能力建设，健全适航审定组织体系。积极为大飞机战略 服务，鼓励国内支线飞机、通用飞机的研发和应用。引导飞机、发动机和机载 设备等国产化，形成与中国民航业发展相适应的国产民航产品制造体系，建立 健全售后服务和运行支持技术体系。积极拓展中美、中欧等双边适航范围，提 高适航审定国际合作水平 新材料标准领航行动计划（2018-2020 年） 2018-03 质检总局、工信部、发改