深海空天共筑钛合金新需求

深海空天共筑钛合金新需求姓名 王加煨（分析师）证书编号：S0790525070009邮箱：wangjiawei2@kysec.cn2025年11月3日证券研究报告核心观点1. 2027年航空航天和舰船钛材需求预计接近4.9万吨2024年我国航空钛材用量为32,193吨，占钛材总消费量的21.3%，预计2025年将保持稳健增长，2027年有望超过39,000吨，主要受益于军机板块复苏、先进战机服役（如F-22钛合金用量达41%）、国产大飞机C919交付（钛合金用量9%–10%）以及发动机维修需求提升。同时，船舶领域钛材用量快速增长，2024年已超4900吨，同比增长32%。在国家建设海洋强国、发展深海经济的战略驱动下，舰船和深海装备正向大型化、大深度方向发展，“十五五”期间船舶领域钛合金用量将快速增长，深海及水下应用（如载人深潜器已使用TC4 ELI钛合金）有望成为新增量。2. 高性能低成本钛合金产能仍待提升当前我国高性能钛合金受设备能力与工艺技术水平限制，与国际先进产品相比仍存在较显著的性能差距。高温钛合金已从早期仿制逐步发展出以添加稀土元素为特征的近α型体系，但工艺和性能尚需优化；高强β钛合金虽在航空航天领域不可替代，却面临理论模型不成熟、新牌号研发滞后等问题。与此同时，低成本需求正推动企业持续改进生产工艺。值得关注的是，材料设计取得新进展，北京科技大学团队提出素化设计策略，仅利用氧元素调控组织，成功开发出不含传统合金元素的HCP+FCC双相钛合金，有望降低高性能钛合金的生产成本。3. 受益标的宝钛股份、西部超导、西部材料、金天钛业。4. 风险提示国防预算增速不及预期；国防军工行业订单延迟；钛合金技术突破可能存在障碍；海绵钛存在价格上行的风险。1高性能低成本钛合金产能仍待提升23目 录CONTENTS2027年航空航天和舰船钛材需求预计接近4.9万吨受益标的4风险提示1.1航空领域钛合金用量占比持续提升资料来源：刘世锋等《钛合金及钛基复合材料在航空航天的应用和发展》航空航天仍是钛合金最重要的应用领域之一。钛合金比强度高、耐热、耐疲劳、耐腐蚀，且具有良好的生物相容性，被广泛应用于航空航天、军工、石化、海洋工程和医疗等领域。自20世纪50年代起，钛合金作为工业新金属材料在全世界范围出现后，航空工业钛材用量已占到全世界钛材市场一半以上。航空航天钛合金用量比例持续提升。目前，飞机的结构材料主要是铝合金、钛合金、钢、镁合金及复合材料，其中有优异减重效果的钛合金在各个国家商用及军用飞机上的用量占比越来越高。波音第一架客机Boeing 707机身钛合金仅占到总质量分数的0.2%，到最新一代客机Boeing 787，钛合金占比已达15%。我国的大飞机C919的钛合金用量与波音777相当，占到9%-10%，而俄罗斯新一代客机MS-21钛合金用量占比达到25%。在国外第三代战斗机上钛合金用量约占机体结构质量的20%-25%，在第五代战斗机F-22上高达41%。图1：军用飞机及民航客机钛合金用量占比不断提升图2：波音787机身钛合金重量占比达到15%资料来源：刘世锋等《钛合金及钛基复合材料在航空航天的应用和发展》1.2高温钛合金有望成为航天领域新增量资料来源：陈志勇《高声速飞行器用高温钛合金研究进展与发展趋势》（2024），开源证券研究所高温钛合金在高声速飞行器领域具有广阔前景。高温钛合金能够提高高声速飞行器在极端飞行环境下的性能和可靠性，是实现其更高速度和更远飞行距离的理想耐高温轻质金属材料。利用高温钛合金来提高高声速飞行器的性能和可靠性，是世界各国超音速和高超音速飞行器技术发展的主要途径之一。更高使用温度的高温钛合金的需求不断提升。随着高声速飞行器巡航速度的不断提高，使用温度在650-750℃的高温钛合金在高声速飞行器上的选材和应用开始得到重视。高声速飞行器中的热结构主要有机体、蒙皮、进气道、骨架等需要承担高温、高载荷的薄壁部件，因此，板材和箔材是高声速飞行器中最常见的半成品，但目前国外关于高温钛合金板材和箔材的制备技术及研制数据非常缺乏。表1：我国650°C以上的高温钛合金在航空航天领域尚未规模使用牌号使用温度/℃应用研究情况TC19450~540未大量应用TC17427航空发动机TC11500航空发动机TA19500~550航空发动机TA15500航空、航天广泛应用TC25G550部件试制阶段TC8-1500部件试制阶段Ti150600应用研究Ti55（TA32） 550成熟应用Ti60（TA33） 600较成熟，具备工业化批量供货能力Ti65（TA38） 650正在开展应用研究牌号使用温度/℃用途发动机型号/部件研制国家Ti-6246450~540中温承力部件F-100、F-119 发动机盘、叶片、整体叶片及结构件，Trent800 中压压气机鼓筒美国Ti-17427发动机高承力部件GE90 风扇盘、CFM56-5A 高压压气机1-3 级盘美国BT9500航空发动机高温部件AH25 压气机盘俄罗斯BT20300~500钣金件、壁板、机匣、叶片等发动机静子零件、壳体俄罗斯BT3-1450压气机叶片、盘—俄罗斯BT8-1500航空发动机高温部件ПС90A 压气机盘俄罗斯BT18Y600航空发动机高温部件ПС90A 压气机盘、转子叶片俄罗斯Ti-1100600航空发动机高温部件莱康明公司T55-712 改型发动机高压压气机轮盘和低压涡轮叶片美国IMI834600航空发动机高温部件Trent700 高压压气机轮盘、鼓筒及后轴，EJ200 发动机高压压气机转子，普惠PW350 发动机英国GE650高声速飞行器—美国Ti-SF61650高声速飞行器—德国BT38650高声速飞行器—俄罗斯表2：海外已有650°C高温钛合金应用于高声速飞行器资料来源：陈志勇《高声速飞行器用高温钛合金研究进展与发展趋势》（2024），开源证券研究所1.3舰船及水下航行器钛合金需求攀升资料来源：颜家杰等《钛合金在新型水下航行器上的应用研究进展》（2022年7月），开源证券研究所我国舰艇使用钛合金和海外仍有差距。俄罗斯（前苏联）曾经也选用过碳钢等常规材料应用于舰船壳体等关键部位，但之后大多转为用钛合金，且最终应用效果良好。例如，1968年底建成的K166号核潜艇，其壳体、管路系统以及其他大量装置和机器设备都用钛合金制造。以及在20世纪70年代初曾引起世界广泛关注的Ａ级攻击型核潜艇，是当时国际上核潜艇中吨位最小（水下排水量3120t）、航行速度最快（水下最大航速41kn）、下潜最深（下潜深度700ｍ，极限下潜深度为750ｍ）的最先进的核潜艇，也是采用钛合金为主要材料完成建造。我国钛合金在水下航行器中的应用仍处于起步阶段。钛合金在我国水中兵器、水下机器人、水下直升机、水下（ 蛙人） 运输器、载人深潜器等新型航行器上的应用研究尚处于起步阶段，还具有相当大的发展潜力。目前，我国可以自主生产出钛合金板、环、饼、棒、管、丝和铸件等产品，这些原材料为水下航行器用钛合金的工业化应用提供有力支撑，其中由我国研制的钛合金TC4 ELI(名义成分Ti-6Al-4V，低间隙），抗拉强度可达1100MPa，弹性模量为110GPa，已成功应用于大直径大潜深载人舱