钛行业是否会迎来新一轮的景气周期?

来源:李永亮      浏览人数:14890      时间:2019/05/10

钛是一种银白色的过渡金属,是地壳中分布最广和储量最为丰富的元素之一,属于稀有金属,实际上钛并不稀有,钛的储量远高于许多常见的金属,仅次于铁、铝位于第三位,主要是由于钛熔炼技术复杂、加工难度大,钛才被归类为“稀有”金属,钛在许多领域都有重要用途,被广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、生物医疗、化工冶金、海洋工程、体育休闲等领域。被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“战略金属”等。

 

钛合金是以钛为基加入适量其他元素,调整基体相组成和综合物理化学性能而形成的合金。钛及钛合金对一个国家的国防、经济及科技的发展具有战略意义,钛工业发展水平是一个国家综合实力的重要标志。

 

钛工业产业链有两条不同的分支,第一条是钛白粉工业,从钛铁矿和金红石采选开始,通过化学过程生成化工中间产品——钛白粉,用于涂料、塑料及造纸等行业。第二条是钛材工业,从钛铁矿和金红石采选开始,制造海绵钛,然后制成各种金属产品,由于其密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀性强、生物相容性好等突出优点,在军工、航空航天领域应用十分广泛。

 

中国的钛工业始于上世纪五十年代。五十年代中期,开始钛及钛合金的探索研究,六十年代初,开始了钛的半工业化生产,六十年代中期,实现了海绵钛和钛材料的批量化生产。当前中国海绵钛和钛加工材产量均位居世界第一。2008年以来,在国民经济高速增长的拉动下,中国钛工业整体呈增长趋势,2011年,钛材市场达到阶段性高点,其后国内钛材需求开始下滑,中国钛工业出现结构性产能过剩,航空用高端钛材供不应求,民用中低端钛材产能严重过剩。2017年,在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下,我国钛加工材需求创历史新高。

 

中国钛材消费结构与全球相比最主要的差别在航空领域,全球范围内航空用钛材始终占据钛材总需求的50%左右,而国内航空钛材的比例仅为16.3%,航空用钛材市场还存在较大潜力,随着国内军用飞机的升级换代和新增型号列装,以及商用飞机通过适航认证后的产能释放,未来高端钛合金市场空间广阔。

 

亚洲地区是全球航运需求增长最快的地区之一,亚洲航空公司盈利水平目前位居全球领先地位,这将大大提升亚洲地区对飞机数量的需求。预计亚太地区需求占到未来20年全球新增飞机数量的近40%,稳居世界第一大民用飞机需求市场,我国将是亚洲地区最具潜力的增长市场之一。我国军用飞机数量存在较大增长潜力,军用高端钛合金材料空间巨大,尽管和平与发展是当今世界的主题,但是我国面临的安全形势仍然严峻,特别是近年来我国周边海域纷争不断,积极推进国防和军队现代化建设意义重大。可以预见,未来我国对军用飞机特别是新型战机的需求巨大。

 

数据显示从2010年到2016年间,航空航天用钛材从3603吨增长到8519吨,年均增长15.41%。当前,我国正在研发大飞机C919以及重型军用战机歼20,在未来一段时间,将是钛金属产业发展的一大推动力。 

 

        F-22飞机机身构件用钛情况

        资料来源:《关于先进战斗机结构制造用钛概述》

 

航空飞机用钛主要用在发动机、机体和机载设备上。发动机的主要用钛部分是风扇机身、压缩机机身、圆盘、涡轮、叶片、叶轮、紧固件等。在飞机骨架结构件中,钛应用也都相当广泛,从大型锻造机翼结构件、起落架装置到小型重要紧固件、弹簧及液压管等均使用钛材。美国第三代主力战机F-15和第四代主力战机F-22的用钛量从27%上升至41%,复合材料的用量从2%上升至25%,而传统航空材料铝的用量则从36%下降至11%。可以看到,提高单机用钛量是未来军机用材的重要发展方向。

钛在军用战机上的应用比重逐步提升

资料来源:Roskill

 

钛材在民用领域同样有出色表现。钛及其合金作为外科植入物材料应用具有很多优点,如密度小、强度高、韧性好、生物相容性好、无毒、弹性模量低、良好的耐蚀性、低X射线吸收率等,因而在医用金属材料中占有越来越重要的地位。钛及其合金可用于人体硬组织修复和替换,或用于心血管和软组织修复以及人工器官的制造,是一种与人的生命和健康密切相关的特殊功能材料。目前,已成为人工关节、人工骨、断骨固定器、脊骨矫正杆、骨髓内钉、人工心脏瓣膜、牙科植入物、头盖骨等替换或修复产品的首选金属材料。

 

3D打印钛胸骨架,资料来源:联合晚报 

 

但是,由于钛在高温条件下化学性质十分活泼,易与氧、氮、碳、氢等元素发生反应,对提取纯钛造成极大影响,所以生产海绵钛的工艺一直比较复杂。目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本、中国四个国家掌握完整钛工业产业链的生产技术,形成四强称雄的格局。过去由于国内海绵钛产能严重过剩,导致海绵钛的价格一直在低位徘徊,价格低于多数生产企业的成本线,导致海绵钛行业整体盈利情况不太理想,多数企业处于亏损状态,行业平均开工率一直保持在50%-60%的低位。另一方面,高端钛材制造能力严重不足,行业壁垒较高。高端军用钛材对产品质量要求高,需要申请认证,认证难度大且时间长。目前国内拥有高端钛材生产资质的企业屈指可数,所以竞争优势显著。因此,整个产业链的核心壁垒不在于上游原料的供应,而是在于钛材的加工能力,尤其是高端钛材的研发能力和制造工艺,未来高端钛材的生产能力直接决定生产企业的行业地位。在国家供给侧结构性改革和“三去一降一补”大政方针的指引下,行业格局有望进一步优化。

 

展望未来,在十九大报告提出“坚持走中国特色强军之路,全面推进国防和军队现代化,全面推进军事理论现代化、军队组织形态现代化、军事人员现代化、武器装备现代化”的方针下中国高端军用钛材需求有望出现爆发式增长。同时,军用高端钛材生产企业的竞争格局较为集中,能够形成规模并且具有较强竞争优势的钛材企业龙头有望受益,长期投资价值显著。

 

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