高温合金VS钛合金专题报告：高端钛需求强劲景气度持续印证.pdf

敬请参阅报告结尾处免责 声 明 华宝证券 1/17 table_page 产业研究专题报告 分析师：杨宇 执业证书编号： S0890515060001 电话： 021-20321299 邮箱： 研究助理：白云飞 邮箱： 销售服务电话： 021-20515355 table_product 高温合金，壁垒更胜一筹 -高温合金 VS 钛合金专题报告（一） table_main 华宝 财经评论 类模板 投资要点： 从龙头公司中报业绩看， 高温合金和钛合金 景气度持续印证 。 从长 期 来看，随着全球民航市场空间打开，钛合金和高温合金的需求纷纷靓丽， 从航空发动机直接受益的产业链来看，高温合金和钛合金将核心受益，高温 合金和钛合金是航空发动机中占比最大的两种材料，分别为 40%和 30%。 抚顺特钢是军工高温合金材料核心企业， 2021Q2 业绩同比、环比均大幅增 长进一步验证了军工产业的高景气度。高温合金是军工的核心上游赛道，其 直接反应航空发动机行业的景气程度，抚顺特钢以及钢研高纳的接连公告表 明目前高温合金行业正处于景气度上行阶段， 不断 验证航空发动机产业链的 高景气。宝钛股份属于军工钛合金领域，我国战斗机 升级换代过程中钛合金 占比会进一步提高，目前二代机的钛合金占比约为 2-4%，而作为十四五期 间重点放量机型的三代半和四代机，其钛合金占比将提高到 15%-25%，推 升了上游钛合金行业的景气度。 航发动力在十四五期间有望大规模放量。 实现建军百年奋斗目标， 要以先进武器装备体系提供强大物质技术支撑，在十四五期间我国航空装备 尤其主战机型将加速列装以及更新换代，此外实战化训练也会增加对战斗机 等武器装备的损耗，由此从增量和存量两方面都会增加对航空发动机的需 求，军机数量与单机合金需求量都将有一定增长。 2021-2025E 我国 高温合金需求量呈现连续增长趋势，预计近五年增 速达 11%。 高温合金供给和需求近年来不断增加，但近几年一直处于有效供 给量远远小于需求量的状态，导致供需缺口出现较大负差，而目前行业产能 增长以现有厂商扩产为主。未来，国内的高温合金依然有较大的产能空间来 满足庞大的高端需求市场，其中最主要的是实现在航空领域的自给自足。 高端钛材的研发生产是国内钛材产品的主要发展趋势，预计未来三 年增长率可达 8%。 未来，在十四五计划、军民融合等国家战略的指引下， 国内高端化工、航空航天、海洋工程、船舶和医疗等中高端领域的钛材需求 量呈加速增长势头。 风险 提示 ： 军品、民品订单不及预期，公司募投项目受阻，订单交付 能力不足。 相关研究报告 table_subject 撰写日期： 2021 年 7 月 8 日 证券研究报告 -产业研究专题报告 高端钛 需求强劲， 景气度持续印证 高温合金 VS 钛合金专题报告（二） 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 2/17 table_page 产业研究专题报告 内容目录 图表目录 . 2 1. 高温合金和钛合金 整体需求可观 . 4 1.1. 高温合金和钛合金 的上下游以及需求结构 . 4 1.2. “十四五 ”装备升级大时代，军用航天迎来高光时刻 . 6 2. 航天航空领域下高温合金和钛合金需求 . 8 2.1. 国内军用航空领域：军机增量和存量共同拉升两金需求 . 8 2.2. 民用航空发动机： 高温合金、钛材景气度向好，需求提升 . 9 2.3. 高温合金和钛合金其他领域需求稳中有升 . 11 3. 高温合金需求增长略高于钛合金 . 12 3.1. 高温合金需求量预计增长率达 10% . 12 3.2. 钛合金需求量预计增长率达 8% . 13 4. 相关企业 . 14 4.1. 高温合金的重点企业 . 14 4.2. 钛合金主要企业介绍 . 15 5. 风险提示 . 16 图表目录 图 1：钛合金产业链流程图 . 4 图 2：全球高温合金下游需求结构 . 5 图 3：高温合金供需结构 . 5 图 4：全球钛材下游需求结构 . 6 图 5：中国钛材消费结构 . 6 图 6：建军百年奋斗目标 . 7 图 7： 2020 年我国 vs 美国军机数量对比 . 7 图 8： C919 需求量维持高增长 . 11 图 9：我国化工领域钛材消费结构 . 12 图 10：各领域高温合金需求量预测 . 13 图 11：高温合金研究生产的主要企业 . 15 表 1：高温合金的主要行业壁垒 . 4 表 2：航空发动机国产替代刻不容缓 . 6 表 3：军用航空领域高温合金需求预测 . 8 表 4：我国军机钛含量情况 . 9 表 5：军用航空领域钛材需求预测 . 9 表 6：我国商用飞机需求高温合金需求估算 . 9 表 7： C919 和 ARJ21 钛材需求 . 10 表 8：钛及钛合金在 C919 中的应用情况 . 10 表 9：燃气轮机领域高温合金需 求预测 . 11 表 10：汽车领域高温合金需求预测 . 12 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 3/17 table_page 产业研究专题报告 表 11：我国海水淡化用钛量预测 . 12 表 12：我国高温合金近五年需求预测 . 12 表 14：我国钛材供需关系变化比较 及预测 . 14 表 15：我国高温合金企业产量 . 14 表 16：我国钛合金企业产能 . 15 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 4/17 table_page 产业研究专题报告 1. 高温合金和钛合金 整体需求可观 1.1. 高温合金和钛合金 的上下游以及需求结构 材料上游原料主要为金红石和钛铁矿，中游产品主要为板材、管材、棒材、丝材、环材。 凭借钛元素优异性能，钛材料下游应用领域广泛，主要应用于化工、海洋工程、航空航天、 军事、冶金、医疗、体育休闲等领域。 图 1：钛合金产业链流程图 资料来源：华宝证券研究创新部 作为航空飞机用高端金属材料，钛合金和高温合金需求整体可观， 从航空发动机直接受 益的产业链来看，高温合金和钛合金将核心受益，高温合金和钛合金是航空发动机中占比最 大的两种材料，分别为 40%和 30%。 抚顺特钢是军工高温合金材料核心企业， 2021Q2 业绩同比、环比均大幅增长进一步验 证了军工产业的高景气度。高温合金是军工的核心 上游赛道，其直接反应航空发动机行业的 景气程度，抚顺特钢以及钢研高纳的接连公告表明目前高温合金行业正处于景气度上行阶段， 从而验证航空发动机产业链的高景气。 宝钛股份属于军工钛合金领域，我国战斗机升级换代过程中钛合金占比会进一步提高， 目前二代机的钛合金占比 约为 2-4%，而作为十四五期间重点放量机型的三代半和四代机，其 钛合金占比将提高到 15%-25%，推升了上游钛合金行业的景气度。 表 1： 高温合金的主要行业壁垒 壁垒 简况 技术壁垒 客户对于质量可靠性、性能稳定性、产品外观尺寸精确性等方面都有着非常苛刻的要求，如果 没有一定的技术储备和研发实力，一般企业很难进入高温合金生产领域 市场先入壁垒 客户的转换成本极高，特别是航空航天领域内的用户对于产品的试用有着严格的程序 一旦选 定供应商后，就不会轻易更换 质量标准壁垒 进入该行业的企业需要有一会完整的质量控制体系和检测体系，以满足用户严格的质量要求， 而建立该体系需要投入大量的人力物力 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 5/17 table_page 产业研究专题报告 经验曲线 新进入者往往面临产品成材率低的问题，需要经历较长的时间探索经验，进行工艺改良，以提 升产品成材率 资料来源：钢研高纳招股说明 高温合金下游主要为航空发动机、燃气轮机、核电和燃油汽车，全球高温合金需求结构 中航空航天占比达 55%，其次是电力 20%和机械 10%领域。高温合金从诞生之日就用于航空 发动机，在现代航空发动机中，原材料占航空发动机成本约 50%，高温合金材料的成本约占 发动机成本的 40%，发动机关键的热端承力部件全部为高温合金，且具有不可代替性。 航空发动机的发展趋势是不断提高推重比和涡轮前温度，同时降低燃油消耗率。在其它 条件不变的前提下，涡轮进口温度每提高 100K，航空发动机的推重比能够提高 10%左右。 从全球来看，从第一代航空发动 机发展至目前的第五代发动机，涡轮前温度已经由 1200-1300K 提高到了 1850-2000K，推重比从 3-4 提高到了 12-13。涡轮前温度的提高很大 程度上得益于耐高温材料的发展。因此，高温合金材料成为了制约航空发动机发展的关键要 素之一。发动机需要定期检查修理，属于耗材，维护费用大于采购费用。发动机的结构设计 和制造复杂，其需求周期略滞后，且发动机维修贵、寿命短与机身，两者叠加导致高温合金 需求景气的持续性。 从中长期看，军机换代和列装成为航空装备产业链需求的重要支撑。国内目前高温合金 供给量较少，由于行业和技术 壁垒高，技术受限国内高温合金企业不仅在产能上无法满足我 国庞大的军需市场，因其精密制造工艺水平相对有限，造成高温合金产品（单晶叶片） 的总 体性能偏弱，供需缺口较大，高度依赖进口，未来 2-3 年供给格局不会发生明显变化。外资 企业瓜分了国内大量航空发动机的订单的生产与日常维护工作，如我国歼十战机前期搭载的 是俄制 AL31FN 涡扇发动机，高温合金叶片订单也顺理成章的由俄方企业承接。在此种背景 下，内资企业的产能无法完全得以充分释放，后期高温合金厂家获得进一步突破，关键在于 打破相关产业链技术的桎梏。此外，除了航空发动机外， 高温合金在燃气轮机方面的需求较 大，同时叠加核电行业的复苏和汽车产业的需求，高温合金的市场前景较好。 图 2：全球高温合金下游需求结构 图 3：高温合金供需结构 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 钛及钛合金广泛应用在化工、航空航天、电力、体育休闲等领域，在我国，钛加工材在 化工领域应用最大，占 51%，航空航天占 18%，其次是医药和海洋工程。在化工方面，由于 钛具有优良的耐腐蚀性能，在氯碱、纯碱、塑料的生产中作为抗腐蚀材料广泛应用。但受到 近年来环保压力的增大，钛合金在化工领域的用量逐渐减少。在航空航天方面，钛合金主要 用于机身，以冷端承载为主，机身更换维修频率低，属于耐用品，其在发动机前端（冷端） 的风扇、压气机也有应用，占发动机总重量的 20-30%，占发动机成本 30%。 目前，我国的钛合金市场成熟、航空用钛 材基本实现国产自主供应，但我国航空航天用 钛合金与国际平均水平（ 50%）有较大差距，和美、俄（ 70%以上）相比差距更大。受军用 55% 20% 10% 5% 3% 7% 航空航天 电力 机械 工业 汽车 其他 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 6/17 table_page 产业研究专题报告 飞机和民用飞机增量需求，高端钛合金前景较好，但需注意钛合金主要的机身结构件应用已 经部分被碳纤维代替。 图 4：全球钛材下游需求结构 图 5：中国钛材消费结构 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 1.2. “十四五”装备 升级 大时代，军用航天迎来高光时刻 实现建军百年奋斗目标，国产替代刻不容缓。我国目前已经能够自主研制军用航空发动 机，如歼 -16、歼 -20 已经大规模换装国产 WS-10 系列发动机，但我国尚无商用航空发动机产 品，仍依赖进口发动机。例如运 -20 目前使用的主要是俄制 D-30KP2 涡扇发动机，未来可能 在改进型号中换装 WS-20 大涵道比涡扇发动机， C919 目前使用的是 CFM 国际生产的 LEAP-1C 涡扇发动机，未来自行研制的 CJ-1000A 涡扇发动机的服役将弥补我国商用航空发 动机产品的空白。 表 2：航空发动机国产替代刻不容缓 机型 当前使用发动机 预计未来国产替代 运 -20 （俄） D-30KP2 WS-20 C919 （美，法） LEAP-1C CJ-1000A ARJ21 （美） CF34-10A WS12C 轰 6 系列 （俄） D-30KP2 WS-18 J-10 （俄） AL-31FN/(中 )WS-10 WS-10 J-11/15/16 （俄） AL-31F/(中 )WS-11 WS-10 J20 （俄） AL-31F/(中 )WS-12 WS-15 J31 （俄） RD-93 WS-13 FC-1 （俄） RD-94 WS-13 FC-31 （俄） RD-95 WS-13 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 推动航空产业发展政策的陆续出台，发展航空发动机对于实现百年建军百年奋斗目标意 义重大。 2015 年全国两会期间，国务院总理李克强在政府工作报告中，首次将发展航空发动 机、燃气轮机列入国家战略新兴产业； 2017 年 3 月，两机专项计划启动，航空发动机、燃气 轮机的资金投入预计 3000 亿元以上； 2019 年 11 月习总书记在空军成立 70 周年主题活动上 强调“把人民空军全面建成世界一流空军”，空军规划出未来发展“三步走”目标，向全面建 成世界一流空军迈进； 2020 年 7 月中共中央政治局第二十二次集体学习习总书记指出，要增 强使命感和紧迫感，努力实现我军现代化建设跨越式发展，加快突破关键核心技术，加快发 展战略性、前沿性、颠覆性 技术，加快实施国防科技和武器装备重大战略工程，不断提高我 46% 43% 9% 2% 航空 工业 军工 新兴市场 51% 18%3% 2% 6% 4% 2% 5% 3% 6% 化工 航空航天 船舶 冶金 电力 医药 制盐 海洋工程 体育休闲 其他 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 7/17 table_page 产业研究专题报告 军建设科技含量； 2020 年党的十九届五中全会审议通过的中共中央关于制定国民经济和社 会发展第十四个五年规划和二 三五年远景目标的建议对加快国防和军队现代化建设作出 战略部署，首次提出“确保二 二七年实现建军百年奋斗目标”，此外提到“全面加强练兵备 战”、“加强军事力量联合训练、联合保障、联合运用”，“加速武器装备升级换代和智能化武 器装备发展”。 实现建军百年奋斗目标，要以先进武器装备体系提供强大物质技术支撑，在十四五期间 我国航空装备尤其主战机型将加速列装 以及更新换代，此外实战化训练也会增加对战斗机等 武器装备的损耗，由此从增量和存量两方面都会增加对航空发动机的需求，因此航发动力在 十四五期间有望大规模放量。 图 6：建军百年奋斗目标 资料来源：军事网，华宝证券研究创新部 随着 “十四五 ”强国强军政策的进一步指导，我国将重点建设国防安全与国防现代化，对国 防装备能力进行更新换代，我国军机配置将不断增强，对于美国我国仍有较大的追赶机会。 根据世界空军力量 2021，美国拥有全世界最强大的空中力量，截至 2020 年底，美国军用 飞机 （ 各类飞机和直升机 ） 总数达 13232 架，同比减少 0.51%，依然拥有绝对领先的军机力 量。我国拥有军机 3260 架，较美国的 13232 架仍有 较大 差距，同比增长 1.56%。 图 7： 2020 年我国 vs 美国军机数 量对比 资料来源： Flight International， 前瞻产业研究院，华宝证券研究创新部 5434 2766 2717 941 749 625906 405 1571 264 115 3 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 战斗直升机 普通直升机 战斗机 运输机 特种飞机 空中加油机 美国 中国 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 8/17 table_page 产业研究专题报告 由此， 我国军用飞机数量存在较大 的 增长潜力 和发展空间 。十四五期间我国航空装备尤 其主战机型的加速列装以及升级换代将大幅增加军机的数量 ， 此外实战化训练也会增加对战 斗机等武器装备的损耗，由此增加对军机的需求。 其次，钛合金在军用飞机上的用量不断提升。钛合金在飞机及其发动机中的用量不断创 新高。由于钛合金的密度比钢小得多，而强度又和钢很接近，因此，它可以大大减轻飞机及 其发动机的重量。美国战斗机和轰炸机上钛合金用量不断增高，在 F/A-22 上达到了高峰， 达到 41%，创造了战斗机钛用量迄今为止的最高世界纪录。我国歼击机的钛用量也呈逐渐升 高的趋势：歼 8 为 2%，歼 10 为 4%，歼 11 为 15%， 歼 20 为 20%，歼 31 则高达 25%。我国太行发动机的钛用量达 25%，与国外先进发动机的钛用量相当。 商用方面， C919 大飞机与 ARJ21 新支线飞机未来批量生产逐步启动，对钛合金的应用大幅度提高，将会有 力地带动钛合金需求市场的增长。 2. 航天航空领域下高温合金和钛合金需求 2.1. 国内军用航空领域： 军机增量和存量共同拉升两金 需求 根据中国航空发动机集团有限公司披露材料数据，基于对不同军用机型未来交付量的预 测，假设军机高温合金在发动机重量占比为 60%，部件成材率 30%，按照不同机型配备的发 动机类型和数量，同时新交付飞机需备用同样台数的发动机，得出新增高温合金需求。另外， 考虑到军用飞机维护相对频繁，假设存量二代机等偏 旧机型 10 年发动机更换周期，得出军机 维护需求。最后由于产品装备部队前用作试验的发动机台数众多，在研发试验中也会产生大 量需求，假设占整体飞机交付材料需求量为 10%， 再根据发动机使用寿命以及空军年均飞行 小时数，假设飞机年维护数量， 预计 年军用航空领域高温合金年化需求在 11209 万吨左右 。 表 3：军用航空领域高温合金需求预测 军机分 类 现有数量 （架） 配备 发动 机 发动机 重量 （吨） 发动机数 量（台 /架） 高温合 金占比 部件成 材率 每年交付 数量（架） 年维护 数量 (架 ) 年高温合金需 求预测（吨） 单发战 斗机 1624 涡扇 10 1.7 1 60% 30% 30 217 838 双发战 斗机 涡扇 15 1.7 2 60% 30% 90 433 3557 特种飞 机 97 涡浆 6C 3 4 60% 30% 20 39 1411 运输机 193 涡扇 18/20 4 4 60% 30% 15 77 2950 直升机 902 涡轴 9 0.6 2 60% 30% 60 361 1010 教练机 368 涡扇 17 1 2 60% 30% 20 245 1061 军机研 发试验 381 合计 11209 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 钛合金主要应用在军机的机体结构和发动机等部件，为了减轻飞机结构重量、提高机体 寿命、满足耐高温耐腐蚀等方面要求，新型军机用钛量不断抬升。目前全球各种先进战机钛 合金用量基本都达到了 20%以上，其中美国 F-22 战斗机用钛量更是达到了 41%，我国新型 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 9/17 table_page 产业研究专题报告 战斗机的代表歼 -20和歼 -31 钛合金用量也分别达到 20%和 25%。根据 World Air Force 统计， 截至 2018 年，我国军机结构中老旧型号的二代机仍占 40%，而最新的歼 -20 数量不足 50 架， 与美俄两大空军强国相比，我国新型军机数量占比差距巨大，未来升级换代需求明显，除了 列装飞机数量的增加，单机用钛量的提升，都将大幅增加对于高端钛材的需求。基于对未来 5 年我国不同军用机型飞机交付数量的预测，假设不同机型钛用量占比，钛合金部件生产成材 率 30%，并考虑飞机维护需求以及研发试验中产生的需求， 预计 21 年国内军用航空市场对 于钛材需求为 2992 吨。 表 4：我国军机钛含量情况 代际 机型 空机质量（吨） 结构质量（吨） 钛含量 单机钛含量（吨） 第二代 J-8 9.82 5 2% 0.1 第三代 J-10A 9.75 4 4% 0.16 J10-B 9.75 4 15% 0.6 J-11 15.7 8 15% 1.2 第四代 J-20 17 9 20% 1.8 FC-31 12.5 6 25% 1.5 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 表 5：军用航空领域钛材需求预测 军机分类 年交付数量（架） 单机重量（吨） 钛用量占 比 单机钛用量（吨） 成材 率 年钛材需求 预测 （吨） 单发战斗 机 30 15 15% 2.25 30% 225 双发战斗 机 90 18 25% 4.5 30% 1350 特种飞机 20 50 20% 10 30% 667 运输机 15 20 20% 10 30% 500 直升机 60 5 15% 0.75 30% 150 教练机 20 10 15% 1.5 30% 100 合计 2992 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 2.2. 民 用航空发动机： 高温合金 、 钛材 景气度向好， 需求 提升 按照高温合金部件在航空发动机中的总量占比 40%-50%来测算，未来 3 年，高温合金部 件重量达到 4601 吨，按照成材率 30%测算，国内商用飞机市场牵引的高温合金材料 年 需求 为 5112 吨。 表 6：我国商用飞机需求高温合金需求估算 机型 最新订单量 （架） 单机发 动机数 （台） 发动机重 量（吨） 高温合 金占比 部件成 材率 高温合 金部件 重量 （吨） 高温合金需 求预测（吨） 年高温合 金需求预 测（吨） C919 815 2 4 50% 30% 3260 10867 3622 ARJ21 596 2 2.5 45% 30% 1341 4470 1490 合计 15337 5112 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 10/17 table_page 产业研究专题报告 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 商用方面， C919 大飞机与 ARJ21 新支线飞机未来批量生产逐步启动，对钛合金的应 用大幅度提高，将会有力地带动钛合金需求市场的增长。 2021 年 3 月 1 日，中国东方航空作 为国产大飞机 C919 全球首家启动用户，与中国商飞公司在上海正式签署 C919 大型客机购机 合同，首批引进 5 架，东航将成为全球首家运营 C919 大型客机的航空公司。东航与商飞签 订的 C919 正式的购机合同这标志着国产大飞机开始迈入商业运营时代。 C919 大飞机进入局方审定试飞阶段，预计 2021 年能够取得适航证，目前 C919 共获 得 815 架订单。根据中国商飞官网的统计数据， C919 客机 目前一共有包含确认订单和意向 订单在内的总订单数量为 815 架，其中国外订单 34 架；国内主要订购方为中国国航、东方 航空、南方航空、海南航空等航空公司，以及国银租赁、工银租赁、交银租赁等租赁公司。 C919 客机机体部分以国内供应商为主，主要由洪都航空、中航飞机、中航沈飞三家上市 公司包揽机身业务。按价值量占比 35%计算，假设每架 C919 价格 5000 万美元，机体制造 价值量 1750 万美元。 2020 年 2 月，东航在新冠肺炎疫情最为严峻时期，在国有大型骨干 航空运输企业中，率先成立第一家专业运营国产民机的航空公司 一二三航空，国产 ARJ21 飞机在东航正式运营。 根据已有的数据，累计 28 家客户 815 架订单，已知 C919 的钛合金用量为 9.3%，假设 损耗率为 80%，对应约 1.6 万吨的钛合金需求（不含发动机）。 ARJ21 新支线飞机是我国首 次按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中短程新型涡扇支线客机，于 2014 年 12 月 30 日取得中国民航局型号合格证， 2017 年 7 月 9 日取得中国民航局生产许可证。目前， ARJ21 新支线飞机已正式投入航线运营，根据已有的数据，累计 22 家客户 596 架订单，已 经 ARJ21 的钛合金用量 为 4.8%，假设损耗率为 80%，对应约 3600 吨的钛合金需求（不含 发动机）。按照商飞最新的预测， 2020-2039 年，窄体客机全球需求量为 2 万架，中国需求量 为 4620 架，年均 231 架。若按照商飞每年 150 架的设计产能计算，预计会为整机厂上市公 司带来每年 26.25 亿美元（约 180 亿人民币）的增量。 表 7： C919 和 ARJ21 钛材需求 机型 钛含 量 空机重量（吨） 单机钛含量（吨） 最新订单量（架） 耗损率 机身用钛总需求量（吨） C919 9.30% 42.1 3.92 815 80% 10649 ARJ2 1 4.80% 24.96 1.2 596 80% 2384 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 表 8：钛及钛合金在 C919 中的应用情况 类型 牌号 规范 热处理形式 制品形式 应用部位 特点 低强高 塑性纯 钛 CP-3 AMS4902 普通退火 板材 机身蒙皮 氧元素固溶于纯钛品格，可提高 纯钛强度，塑性好，焊接新能优 良 中强中 韧钛合 金 Ti-6AI-4V AMS4911 CMS-TI-203 AMS4935 普通退火 板材、锻件、 型材 机身、机 翼、吊挂、 接头 综合力学性能优异，研究最充分， 航空航天领域用量最大 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 11/17 table_page 产业研究专题报告 中强高 韧钛合 金 Ti-6AI-4VELI AMS4905 CMS-Ti-202 退火 厚板、锻件 机头，中 央翼 低间隙元素可提高低温性能， 退火可获得层片状显微组织，提 高损伤客限性能 高强高 初钛合 金 Ti-55531 CMS-Ti-301 固溶时效， 退火 锻件 吊挂、机 翼接头 强度高，断裂韧性好 其他钛 合金 TI-3AI-2. 5V AMS4945 去应力退火 无缝管材 液压燃油 系统 控制机制过程的道次变形量，对 管材的 CSR 有严格要求，可提 高管材疲劳性能 Ti-38644 AMS4957 固溶 丝材 弹簧 模量较低，适合制造弹性元件 资料来源：中国商飞，华宝证券研究创新部 图 8： C919 需求量维持高增长 资料来源：中国商飞，华宝证券研究创新部 我国目前钛合金下游需求主要在军用领域，未来钛合金需求取决于军用领域。短期来看 在“两机专项”和“飞发分离”政策之下，军机发动机以及军舰燃气轮机对于钛合金需求大 幅增长，由此带动相关企业的高速发展。 2.3. 高温合金和钛合金 在非军工领域 需求 稳中有升 表 9：燃气轮机领域高温合金需求预测 使用领域 燃气轮机重 量（吨 ) 燃气轮机数量 （台 /艘） 高温合金 占比 部件成 材率 每年交付数量 （艘） 国产替代 比例 高温合金需求 （吨） 大型海军 舰艇 30 3 30% 30% 20 40% 1260% 中小型海 军舰艇 10 3 30% 30% 80 40% 1680 舰艇维护 294 民用燃气 轮机 809 0 20 40 60 80 100 120 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 12/17 table_page 产业研究专题报告 合计 4043 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 表 10：汽车领域高温合金需求预测 汽车产量（万 辆） 同比增 速 装配 率 高温合金单位需求（吨 /万辆） 高温合金需求预测（吨） 同比增 速 2016 2812 14.50% 36% 2.5 7030 2017 2902 3.20% 39% 2.7 7858 11.80% 2018 2781 -4.20% 42% 2.9 8111 3.20% 2019 2572 -7.50% 45% 3.1 8038 -0.90% 2020 2521 -2.00% 48% 3.3 8402 4.50% 2021E 2571 2.00% 51% 3.5 9106 8.4% 2022E 2648 3.00% 54% 3.8 9931 9.10% 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 图 9：我国化工领域钛材消费结构 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 表 11：我国海水淡化用钛量预测 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 全国海水淡化规模（万吨 /日） 101 119 119 120 170 220 280 蒸馏法占比 30% 31% 31% 30% 30% 30% 30% 每万吨产水钛材用量（吨） 10 10 10 10 10 10 10 钛材需求（吨） 180 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 3. 高温合金 需求增长略高于 钛合金 3.1. 高温合金需求量预计增长率达 11% 表 12：我国高温合金 近五年需求 预测 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 军用航发 11209 12890.35 14823.9 17047.49 19604.61 民用航发 5112 5520.96 5962.637 6439.648 6954.82 燃气轮机 4043 4245.15 4457.408 4680.278 4914.292 25% 21% 16% 15% 4% 3% 16% 氯碱行业 纯碱行业 真空制盐 石油化纤 无机盐行业 精细化工 其他 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 13/17 table_page 产业研究专题报告 核电领域 1800 1800 1800 2070 2339.1 汽车领域 9106 10198.72 11422.57 12793.27 14328.47 其他 1500 1620 1749.6 1889.568 2040.733 总需求量 32770 36275.18 40216.11 44920.26 50182.02 YOY 10.70% 10.86% 11.70% 11.71% 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 图 10：各领域高温合金需求量预测 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 高温合金供给和需求近年来不断增加， 尤其是新机型增量以及进口替代带来的军用航空 发动机需求量的增长， 而行业产能增长以现有厂商扩产为主。 2021-2025E 我国高温合金 需求 量呈现连续增长趋势 ， 预计近五年增速达 10%。 2021 年需求主要集中在 军用 航空航天领域， 约占比 34.2%。 但近几年一直处于有效供给量远远小于需求量的状态，导致供需缺口出现较大负差，国 内高温合金国产化未完全实现，还有一半空间要依赖进口，国内的高温合金依然有较大的产 能空间来满足庞大的高端需求市场，其中最主要的是实现在航空领域的自给自足。 3.2. 钛合金需求量预计增长率达 8% 从我国钛加工材在不同领域的应用来看， 2018-2020 年我国钛加工材在化工领域的用量 依旧最大，其次为航空航天、电力、海洋工程、医药等。在进出口贸易方面，目前，我国钛 加工材以出口贸易为主， 2017-2019 年，钛加工材的贸易顺差从 8385 吨扩大至 12.8 万吨。 2019 年，钛加工材生产企业共实现出口量 20.92 万吨，同比增长 9.6%；进口量为 8116 吨， 同比下降 6.5%。未来，在十四五计划、军民融合等国家战略的指引下，国内高端化工、航空 航天、海洋工程、船舶和医疗等中高端领域的钛材需求量呈加速增长势头，因此，高端钛材 的研发生产是国内钛材产品的主要发展趋势 ，预计未来三 年增长率可达 8%。 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 军用航发 民用航发 燃气轮机 核电领域 汽车领域 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 14/17 table_page 产业研究专题报告 表 13：我国钛材供需关系变化比较及预测 （单位：吨） 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 有效供给 63396 75265 76765 80765 85265 91265 94265 96265 变化量 2500 1500 4000 4500 4500 3000 2000 需求 国内 8824 11100 12765 14680 16882 19415 22327 25677 净出口 1471 1500 1125 1294 1488 1712 1969 2264 化工 26052 35290 34584 36659 38859 41190 43662 46282 航天航空 10295 12600 13890 15974 18370 21126 24296 27941 电力 6166 4113 4195 4321 4451 4585 4722 4864 医药 2352 2562 2818 3100 3410 3751 4127 4540 海洋工程 2253 3162 3636 4182 4809 5531 6362 7317 体育休闲 1982 1986 2006 2026 2046 2066 2087 2108 制盐 1738 1176 1211 1248 1285 1324 1365 1406 船舶 1481 1755 1931 2220 2553 2935 3374 3879 冶金 1297 1024 973 953 934 915 896 878 其他 3825 5182 5441 5604 5772 5945 6123 6306 合计 57441 68850 70688 76287 82489 89369 97014 105521 YOY 20% 2.67% 7.92% 8.13% 8.34% 8.55% 8.77% 供需缺口 5955 6415 6080 4478 2776 1896 -2749 -9256 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 4. 相关企业 4.1. 高温合金的重点企业 表 14：我国高温合金企业产 量 公司 /产量（吨） 2019 2020 2021E 2022E 钢研高纳 2350 2580 3258 4329 图南股份 1445 1633 2041 2429 抚顺特钢 5000 5450 6050 6775 合计 8795 9663 11348 13534 资料来源： Wind，华宝证券研究创新部 我国目前从事高温合金研究生产的主要企业分为两类，第一类是特钢企业，主要是抚顺 特钢、 宝武 特 冶 、长城特钢，主要生产批量较大的合金板材、棒材和锻件，这类产品用量最 大，结构简单； 另一类是科研院所转型企业，主要是钢研高纳 、航材院、中科院金属研究所， 主要生产较小批量、结构复杂的高端产品，这两类厂家之间形成了错位竞争的格局。 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 15/17 table_page 产业研究专题报告 图 11：高温合金研究生产的主要企业 资料来源：华宝证券研究创新部 （ 1） 抚顺特钢 作为变形高温合金龙头表现为强者恒强，该公司在航空航天领域中的高温 合金市占率高达 80%,竞争格局尤为稳固，抚钢优质管理机制使其经营涅 槃 重生，经营弹性值 得期待。高温合金的国产化率加速提升，变动趋势即将靓丽。 （ 2）传统铸造龙头钢研高纳与新晋强者图南股份，或将分庭抗礼，近几年这两个公司都 通过延伸后端，铸造成型加工，大幅提升了公司的产业链附加值。钢研高纳作为央企子公司， 研发技术实力突出，股权激励机制落地，盈利能力不断增强；图南股份作为优质民企，经营 管理能力出色，毛利率处于行业前列。 （ 3）此外，应流股份近年布局航发 叶片、结构件等热端部件铸造业务，是中国航发集团 以外为航空发动机配套的极少数企业之一。 4.2. 钛合金主要企业介绍 （ 1）钛合金未来行业竞争格局将会面临结构分化，高端领域例如航空航天领域尤其是军 工方向，直接参与企业较少，竞争环境稳定，利好如西部超导这样成熟的军品占比较高企业， 其他收益标的包括宝钛股份、西部材料，三者皆通过募投项目进一步扩大规模领先优势并优 化产品结构，对冲部分中低端产品下行风险。 （ 2）目前我国高端钛