鈦合金行業(yè)之寶鈦股份研究報告

1、國內(nèi)最大鈦材產(chǎn)地，裝備領先實力雄厚

1.1、六十余載歷史老牌鈦材企業(yè)

寶雞鈦業(yè)股份有限公司（寶鈦股份，600456.SH）的主要發(fā)起人寶雞有色金屬加工廠（寶色廠）始建于1965年，1999年寶色廠以鈦材生產(chǎn)相關的熔煉、鍛造、板帶、管棒四個分廠及相關資產(chǎn)設立寶鈦股份，并于2002年在主板上市。

據(jù)公司2020年報，公司主要從事鈦及鈦合金的生產(chǎn)、加工和銷售，是中國最大的鈦及鈦合金生產(chǎn)科研基地。公司主要產(chǎn)品為各種規(guī)格的鈦及鈦合金板、帶、箔、管、棒、線、鍛件、鑄件等加工材和各種金屬復合材產(chǎn)品。公司鈦材產(chǎn)品應用領域涵蓋航空、航天、船舶、石油、化工、冶金、海水淡化、醫(yī)療、體育休閑。

截止2021年三季度末，公司控股股東寶鈦集團有限公司（簡稱寶鈦集團）持有寶鈦股份47.77%的股份。寶鈦集團由陜西有色金屬控股集團有限公司控股，最終受益人為陜西省人民政府。據(jù)寶鈦集團官網(wǎng)，寶鈦集團始建于1965年，是國家“三五”期間為滿足國防軍工、尖端科技發(fā)展的需要，以“九〇二”為工程代號而投資興建的國家重點企業(yè)，2000年下放到陜西省，隸屬于陜西有色金屬控股集團有限責任公司；2005年工廠整體改制為寶鈦集團有限公司。

寶鈦華神

寶鈦華神鈦業(yè)有限公司是上市公司較為重要的子公司。據(jù)上市公司2021半年報，子公司寶鈦華神可以滿足公司主要材料海綿鈦的部分需求。據(jù)寶鈦華神官網(wǎng)，公司成立于2007年，擁有先進的海綿鈦生產(chǎn)技術，在行業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)海綿鈦“氯化+精制+還原+電解”的循環(huán)經(jīng)濟生產(chǎn)模式。寶鈦華神所生產(chǎn)的海綿鈦軍工級率98%以上，海綿鋯工業(yè)級率100%，確立了公司的行業(yè)領軍地位。除母公司外，寶鈦華神與西部超導、湖南金天、西部鈦業(yè)、西工大超晶等鈦企建立了長期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關系。

據(jù)寶鈦股份2021半年報，寶鈦華神注冊資本2.08億元，2021H1主營業(yè)務實現(xiàn)收入2.76億元，占上市公司同期營收9.73%；凈利潤0.65億元，占上市公司同期凈利潤21.06%。

1.2、批量供應高端裝備，戰(zhàn)略合作國內(nèi)外客戶

寶鈦股份作為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，完成眾多科研項目、參與擬定行業(yè)標準。據(jù)公司2020年報，公司是國家高新技術企業(yè)，累積完成了8000多項國家科研課題，取得科研成果700余項，是我國鈦加工企業(yè)中首家被國家發(fā)改委、科技部等部委聯(lián)合認定的“國家級企業(yè)技術中心”。據(jù)公司官網(wǎng)，近10年，公司承擔國家、省部級重點科研項目84項；獲得專利授權(quán)50項；省部級以上成果40余項；主持、參與制定國家、行業(yè)標準103項。

公司產(chǎn)品廣泛應用于航天、航空、深海重點型號。據(jù)2021半年報，公司成功助力長征五號火箭發(fā)射、神舟十二號載人飛船升空、“奮斗者號”鈦合金載人球艙萬米下潛；2016年公司榮獲“大運工程”鈦材唯一金牌供應商，并連續(xù)三屆獲得中國航天科技集團優(yōu)秀供應商。

公司裝備世界領先。據(jù)2020年報，擁有2400KW電子束冷床爐、15噸真空自耗電弧爐，2500噸快鍛機、萬噸自由鍛以及鈦帶生產(chǎn)線MB22-T型二十輥冷軋機等世界一流主體設備，代表了當今國際領先的裝備水平。

公司囊括進入世界航空航天領域等高端應用領域的通行證，是世界知名公司戰(zhàn)略合作伙伴。據(jù)2020年報，公司獲得了美國波音公司、法國宇航公司、空客公司、英國羅爾斯·羅伊斯公司、歐洲宇航工業(yè)協(xié)會和美國RMI等多家國際知名公司的質(zhì)量體系和產(chǎn)品認證；是美國波音公司、空客公司、法國斯奈克瑪、美國古德里奇、加拿大龐巴迪、英國羅爾斯·羅伊斯等公司的戰(zhàn)略合作伙伴。

1.3、寶鈦股份財務情況

2020年公司實現(xiàn)營收43.38億元，同比增長3.58%。2021年前三季度公司實現(xiàn)營收46.16億元，同比增長44.17%，主要系前三季度公司產(chǎn)品銷量增加所致。2021Q1/Q2/Q3分別實現(xiàn)營收12.16/16.24/17.75億元，分別同比增長19.20%/59.68%/52.51%。分產(chǎn)品看，公司2020年鈦制產(chǎn)品實現(xiàn)營收37.13億元，同比增長8.38%，占總營收85.59%；鈦產(chǎn)品生產(chǎn)18794.27噸，同比減少4.74%，銷售18829.15噸，同比減少2.55%。

2020年公司實現(xiàn)歸母凈利潤3.63億元，同比增長51.10%，主要系優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，經(jīng)營效益提高，盈利增加所致；2021年前三季度公司實現(xiàn)歸母凈利潤4.71億元，同比增長95.05%，主要是前三季度公司產(chǎn)品銷量增加及優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，盈利能力較強的產(chǎn)品收入占比提高，盈利增加所致。2022年1月22日公司發(fā)布業(yè)績預告，預計2021年實現(xiàn)歸母凈利潤5.50至5.80億元；若取區(qū)間中值，則預計2021年實現(xiàn)歸母凈利潤5.65億元，同比增長58.55%。2021Q1/Q2/Q3/Q4分別實現(xiàn)歸母凈利潤0.96/1.82/1.93/0.94億元，分別同比增長132.89%/80.26%/94.34%/-22.55%。

2020年，公司整體毛利率為24.26%，同比增加3.66pct；2021年前三季度，公司整體毛利率為21.02%，同比減少2.76pct。分產(chǎn)品看，公司2020年鈦產(chǎn)品毛利率25.90%，同比增加4.55pct，與整體毛利率相當。公司2020年整體凈利率為9.25%，同比增加2.55pct；2021年前三季度，整體凈利率為11.16%，同比增加2.57pct。

2020年，公司期間費用率12.77%，同比增加1.33pct；其中研發(fā)費用1.61億元，同比增長73.70%，主要系公司的研發(fā)項目資金投入增加所致；研發(fā)費用率3.72%，同比增加1.50pct。2021年前三季度，公司期間費用率6.98%，同比減少3.93pct；其中研發(fā)費用0.99億元，同比增長2.42%；研發(fā)費用率2.15%，同比減少0.88pct。

2、公司鈦產(chǎn)品：一流設備保障高品質(zhì)鈦材

2.1、鈦合金的基本性質(zhì)及鈦材產(chǎn)業(yè)

純鈦的密度為4.5g/cm3,僅為鋼的60%，但其強度接近普通鋼；鈦合金具有單位強度高、剛性好、熱強度高、耐腐蝕、耐高低溫性能好、熱導率小等特點。

據(jù)《航空材料鈦及鈦合金的特性及發(fā)展趨勢》，鈦及鈦合金具有良好的綜合性能，已廣泛應用于航空航天、兵器、化學、冶金、艦船工業(yè)、海洋開發(fā)等軍民領域，在金屬材料王國中被稱為“全能金屬”，是繼鐵、鋁之后極具發(fā)展前景的“第三金屬”和“戰(zhàn)略金屬”。

據(jù)《航空材料鈦及鈦合金的特性及發(fā)展趨勢》，鈦有兩種晶格類型，相互之間可以發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，鈦溫度在882℃以下時，為α-Ti；溫度在882℃以上時，為β-Ti。因此對應鈦合金有α、β、α+β三種組織構(gòu)型，不同構(gòu)型的鈦合金由于晶格類型不同，其對應的穩(wěn)定元素、機械特性、熱處理性能均有所不同。航空中常用的TC4鈦合金是典型的α+β雙相鈦合金。

2.2、海綿鈦：寶鈦華神全流程法具有成本優(yōu)勢

海綿鈦是制取鈦合金的主要原料，一般為淺灰色顆粒。鈦在高溫條件下化學性質(zhì)十分活潑，易與氧、氮、碳、氫等元素發(fā)生反應，因此海綿鈦生產(chǎn)工藝較為嚴苛。據(jù)《海綿鈦生產(chǎn)工藝綜述》，鎂熱還原法于1948年問世，是目前世界上應用最廣的海綿鈦生產(chǎn)工藝。

寶鈦華神采用全流程鎂還原法制海綿鈦。據(jù)中國有色網(wǎng)，生產(chǎn)1噸海綿鈦需消耗1.1噸鎂進行還原，鎂熱還原過程中依據(jù)是否循環(huán)電解鎂分為全流程法和半流程法：全流程法將生成的氯化鎂電解后鎂和氯氣繼續(xù)循環(huán)使用，只需要在生產(chǎn)過程中采購很少的補充鎂、補充氯；半流程法產(chǎn)生的氯化鎂則銷售不再利用。據(jù)寶鈦華神官網(wǎng)，寶鈦華神擁有先進的海綿鈦生產(chǎn)技術，在行業(yè)內(nèi)首先實現(xiàn)海綿鈦“氯化+精制+還原+電解”的循環(huán)經(jīng)濟生產(chǎn)模式。

高鎂價下全流程法具有成本優(yōu)勢。據(jù)中國白銀網(wǎng)，2021年下半年開始鎂錠價格突增，2021年9月23日達7.05萬元/噸，較2020年1月的1.43萬元/噸增長394.74%，2021年10月12日海綿鈦價格隨即直線上漲至8.25萬元/噸；2022年1月28日回落至4.20萬元/噸，海綿鈦報價8.00萬元/噸。近期高鎂價背景下，寶鈦華神采用的全流程法由于可循環(huán)使用鎂，因此受原材料價格波動小，具有成本優(yōu)勢。

國內(nèi)海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)包括攀鋼鈦業(yè)、寶鈦華神鈦業(yè)、朝陽金達鈦業(yè)、洛陽雙瑞萬基鈦業(yè)等企業(yè)。據(jù)有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020年我國12家企業(yè)共生產(chǎn)海綿鈦12.30萬噸，同比增長44.90%；寶鈦華神生產(chǎn)8212噸，排名第8。

2.3、鈦錠熔煉：寶鈦股份設備世界一流，產(chǎn)量全國領先

據(jù)《鈦及鈦合金熔煉技術發(fā)展現(xiàn)狀》，海綿鈦熔煉為鈦及鈦合金鑄錠的主要工藝路線包括真空自耗電弧熔煉和冷床爐熔煉。

真空自耗電弧熔煉是在真空或惰性氣氛中，將熔煉金屬制成的自耗電極在電弧高溫加熱下迅速熔化，部分易揮發(fā)雜質(zhì)將加速擴散到熔池表面被去除，鑄錠自下而上地在結(jié)晶器中連續(xù)凝固。真空自耗電弧熔煉特點是工藝簡單、可生產(chǎn)大型鑄錠，但是容易殘留夾雜物。

冷床爐熔煉在熔化區(qū)將原料由固態(tài)變成液態(tài)后流向精煉區(qū)，在精煉區(qū)冷床上流動同時利用不同雜質(zhì)物理特性充分去除易揮發(fā)雜質(zhì)、低密度雜質(zhì)、高密度雜質(zhì)，最后流入結(jié)晶器形成鑄錠。據(jù)熱源不同分為電子束冷床爐和等離子束冷床爐。冷床爐熔煉工藝設備更加復雜，但由于夾雜物含量更低，能預防航空發(fā)動機轉(zhuǎn)動部件缺陷，是不可替代的鈦合金熔煉技術。據(jù)《鈦及鈦合金熔煉技術發(fā)展現(xiàn)狀》，美國現(xiàn)行宇航材料標準要求重要用途關鍵部件的鈦合金材料必須使用冷床爐制備技術。

據(jù)公司官網(wǎng)，寶鈦股份上述兩種工藝都具備，其中先進電子束冷床熔煉爐產(chǎn)品獲國家金獎。據(jù)2020年中國鍛壓協(xié)會《我國航空鈦合金材料及鍛件的研究與發(fā)展》，近十余年我國僅裝備10臺電子束冷爐床熔煉，僅有3臺等離子體冷爐床熔煉爐。據(jù)寶鈦股份2020年報，公司擁有2400KW電子束冷床爐、15噸真空自耗電弧爐，代表了當今國際領先的裝備水平。據(jù)寶鈦股份官網(wǎng)，公司可按國內(nèi)外標準生產(chǎn)多種牌號可達直徑1040mm、單重15噸的圓錠及單重10噸的扁錠。TC4合金鑄錠榮獲國家金獎。

據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會，2020年中國主要鈦錠生產(chǎn)企業(yè)共生產(chǎn)鈦錠11.99萬噸，同比增長35.20%。鈦錠生產(chǎn)企業(yè)包括寶鈦股份、西部超導、西部材料、新疆湘潤、中鋁沈加、湖南湘投金天等；其中寶鈦股份生產(chǎn)2.03萬噸，排名第1。

2.4、專業(yè)化覆蓋各型鈦材

鈦錠經(jīng)過鍛造、軋制、擠壓、拉伸等塑性加工方法成為各型鈦材，包括棒材、絲材、管材、板材、鍛坯材等，隨后經(jīng)進一步加工成為飛機/航空發(fā)動機等終端應用的零部件。

據(jù)公司2019年10月募集資金使用可行性分析報告，寶鈦股份擁有海綿鈦制備、鑄錠熔煉、精密鑄造、鍛件鍛造、棒絲材生產(chǎn)、板材生產(chǎn)、帶材生產(chǎn)、無縫管生產(chǎn)、焊管生產(chǎn)、原料處理等先進完整的生產(chǎn)工藝，關鍵生產(chǎn)工藝和核心技術主要是通過多年自主研制和開發(fā)。

據(jù)公司官網(wǎng)，公司TC4等牌號合金板材產(chǎn)品，受到波音公司、空客公司、古德里奇等宇航企業(yè)的青睞；TC4、TC6、TC11、TA11等鈦合金棒材用于生產(chǎn)航空發(fā)動機壓氣機葉片。

3、鈦材市場：增長迅速，空間海量

3.1、中國鈦材整體高速增長，化工及航空航天應用是主要增量

鈦材市場加速增長，航空航天應用占比提升。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會所發(fā)布《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》，2020年鈦材產(chǎn)量97029噸，同比增長28.92%，增速同比增加10.19pct；應用量93596噸，同比增長35.94%，增速同比增長16.08pct，在化工PTA（精對苯二甲酸，大宗有機原料之一，增加12223噸）、航空航天（增加4628噸）、海洋工程（增加4078噸）、船舶（增加988噸）、電力（增加525噸）領域帶動下，鈦材市場增速明顯。

持續(xù)10年鈦材凈出口，高端航空航天、船舶用鈦材部分仍需進口。2020年受全球疫情影響，鈦加工材進口6139噸，同比減少24.36%；出口15246噸，同比減少27.11%，凈出口量9170噸，同比減少28.36%，自2010年開始中國每年鈦材呈現(xiàn)凈出口態(tài)勢。據(jù)《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》，高端需求用航空級海綿鈦、3D打印用鈦粉、航空緊固件用鈦合金棒絲材、船舶用鈦合金寬厚板坯等產(chǎn)品由于在批次穩(wěn)定性上還與國外有一定的差距，仍需進口。隨著寶鈦股份和西部超導等龍頭企業(yè)裝備進步、技術創(chuàng)新和產(chǎn)能提升，國產(chǎn)替代有望持續(xù)推進。

航空航天已成為鈦材應用第二大領域，增長潛力依然巨大。據(jù)《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》，2020年我國鈦材在航空航天領域應用量為17228噸，同比增長36.73%，增速同比增加14.34pct；在鈦材總應用量中占比18.41%，較上年小幅增加0.11pct，航空航天領域已經(jīng)成為僅次于化工的鈦材重要應用領域，但是據(jù)西部超導招股說明書全球范圍內(nèi)航空用鈦材始終占據(jù)鈦材總需求的50%左右，因此我國航空航天用鈦材市場還存在較大潛力。2010年至2020年中國航空航天用鈦材的銷量從3603噸增長到17228噸，年均復合增速16.94%。

3.2、行業(yè)特點：投入和技術壁壘決定高集中度

3.2.1、高品質(zhì)產(chǎn)品依賴特種設備，資本投入大

設備昂貴，一次資本投入大。據(jù)西部超導招股說明書，所引進的德國ALD公司真空感應熔煉爐價值4287萬元。據(jù)寶鈦股份2019募投項目可行性分析報告，“高品質(zhì)鈦錠、管材、型材生產(chǎn)線建設項目”設備工程投入3.52億元，“宇航級寬幅鈦合金板材、帶材、箔材生產(chǎn)線項目”設備投入5.07億元。

航空零部件一體化大型化，制材設備噸位攀升。據(jù)《TA15鈦合金大型鍛坯工藝及組織與性能研究》，航空零部件的整體化結(jié)構(gòu)對原材料的要求不再是局限于棒材，而是近終形的大規(guī)格鍛坯，對鈦材廠家鍛造設備提出更高噸位需求。

3.2.2、標準規(guī)范尚少，需長期技術積累

高性能合金對成分的控制和工藝的要求高，其生產(chǎn)過程復雜而嚴密，成材率低，需要依托強大的研發(fā)和生產(chǎn)實力。據(jù)《航空用鈦合金材料及鈦合金標準發(fā)展綜述》，國外從上世紀50年代開始在航空中運用鈦合金，經(jīng)過長期積累形成標準，因此國際貿(mào)易主要采用美國、日本、俄羅斯和德國的標準，尤其采用美國標準。以美國AMS（美國宇航材料規(guī)范）標準為例，在世界航空領域享有高聲譽，也是我國航空材料重點參照的國外先進標準，其中就包含112個鈦類標準。由于我國鈦合金工業(yè)化進程起步較晚，截至2008年國內(nèi)鈦及鈦合金國標僅45項，其中航空用鈦材相關標準16項；國軍標中鈦及鈦合金國標僅34項，其中航空用鈦材相關標準25項。

3.2.3、航空航天高端鈦材市場集中度高

航空航天高端鈦材市場的設備壁壘、技術壁壘和資質(zhì)壁壘決定了市場集中度較高。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》，2020年全國航空航天領域鈦合金應用量共17228噸，其中寶鈦集團、西部超導、咸陽天成、湖南湘投合計為11613噸，CR4為67.41%，高于整個鈦材市場CR4值53.21%。

3.2.4、航空航天鈦材特點：基礎材料要求自主保障

現(xiàn)階段我國航空航天領域鈦材需求以軍用為主。作為缺席了前兩次工業(yè)革命的國家，我國商用航空欠賬較多，商用大飛機C919尚未交付客戶，配套發(fā)動機尚在研制。而軍用飛機經(jīng)數(shù)十年努力已獲得豐碩的成果。據(jù)新華社，2021年11月25日國防部例行記者會上國防部發(fā)言人表示，近年來，殲-20、運-20、空警-500、紅-9B和新型電子戰(zhàn)飛機殲-16D、高空無人偵察機無偵-7等一大批新型國產(chǎn)主戰(zhàn)裝備，陸續(xù)加入人民空軍戰(zhàn)斗序列、投入實戰(zhàn)化訓練，形成戰(zhàn)斗力。發(fā)動機方面，部分“20”系列飛機已經(jīng)擁有了國產(chǎn)發(fā)動機，據(jù)2021年第十三屆珠海航展殲20飛行展示指揮員介紹，國產(chǎn)殲20戰(zhàn)機已經(jīng)采用國產(chǎn)發(fā)動機；據(jù)運20總師介紹，運20已經(jīng)有兩型國產(chǎn)發(fā)動機在試飛中。由此我們判斷，現(xiàn)階段我國航空航天領域鈦材需求以軍用為主。

基礎材料要求保障供給。2017年四部委印發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，其中將高強韌鈦合金歸為“先進基礎材料”，并要求“先進基礎材料總體實現(xiàn)穩(wěn)定供給”。因此我們判斷航空航天等高端領域鈦材需求將由國內(nèi)企業(yè)保障供給，國內(nèi)鈦材企業(yè)有望同步受益于下游裝備領域增長紅利。

3.3、行業(yè)規(guī)模測算：航空航天裝備增速換擋，高端鈦材迎來紅利兌現(xiàn)期

20世紀50年代開始鈦合金在航空領域得到廣泛應用。據(jù)《航空用鈦合金研究進展》，20世紀50年代初期的軍用飛機上開始使用工業(yè)純鈦制造后機身的隔熱板、機尾罩、減速板等受力較小的結(jié)構(gòu)件。20世紀60年代，鈦合金進一步應用到飛機襟翼滑軋、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要受力結(jié)構(gòu)件中。到20世紀70年代，鈦合金在飛機結(jié)構(gòu)上的應用從戰(zhàn)斗機擴大到軍用大型轟炸機、運輸機，以及商用飛機。進入20世紀80年代后，商用飛機用鈦逐步增加。

據(jù)《航空用鈦合金研究進展》，用鈦合金做機身材料主要有4方面優(yōu)勢：1)替代鋼和鎳基高溫合金可大大降低飛機重量；2)能夠滿足飛機強度要求（與鋁合金相比，鈦合金可以減重約40%）；3)耐腐蝕性良好，鈦合金不需要表面防腐涂層或者鍍膜。4)與聚合物復合材料電化學相容性好。

TC4型鈦合金是機體結(jié)構(gòu)件中用量最大的鈦合金。據(jù)《飛機用鈦材的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢》，鈦合金廣泛應用于飛機機身結(jié)構(gòu)件，各種牌號鈦合金中，Ti-6Al-4V合金由于其易用和便宜的特點用量最大，占機體結(jié)構(gòu)件用鈦合金的80%-90%。據(jù)國家標準《GB/T3620.1-2007鈦及鈦合金牌號和化學成分》，Ti-6Al-4V即是TC4型鈦合金的名義成分。

3.3.1、軍費奠定成長基石，航空裝備列裝需求缺口大

軍費持續(xù)增長，航空裝備列裝需求缺口大。據(jù)財政部，2021年中央本級財政預算國防支出13553億元，增長6.89%。據(jù)《新時代的中國國防》，我國國防費由人員生活費、訓練維持費和裝備費三部分構(gòu)成，2010年各部分約占三分之一。2010-2017年，我國國防費中裝備費從1774億元增至4288億元，年均增速13.44%，在國防費中占比從33.2%增至41.1%。

據(jù)國務院新聞辦公室2019年7月24日發(fā)表的《新時代的中國國防》，2012-2017年我國國防費占GDP的平均比重為1.3%，我國國防費占財政支出的平均比重為5.3%，低于美、俄、印等國，未來仍有提升空間。經(jīng)過過去20年的高速發(fā)展，我國軍工行業(yè)補齊了一些最短的短板，展望未來10年，軍工行業(yè)仍處于補償式發(fā)展的關鍵時期。按照“十九大”報告要求，我國國防和軍隊建設分為近、中、遠三期目標，近期即2020年基本實現(xiàn)機械化、信息化建設取得重大進展、戰(zhàn)略能力有大的提升；中期為2035年基本實現(xiàn)國防和軍隊現(xiàn)代化；遠期為本世紀中葉全面建成世界一流軍隊?！笆濉币詠砦覈娰M增速保持在7~8%的穩(wěn)健區(qū)間，展望未來10年，我們判斷軍費增速仍將保持持續(xù)領先于GDP的增速。軍費當中拉動軍工行業(yè)需求的裝備費用增速2012-2017年（國防白皮書）持續(xù)高于軍費增速4個百分點，2015年啟動裁軍30萬及軍隊反腐持續(xù)推進有望繼續(xù)提升裝備費用占比。

3.3.2、各型軍機數(shù)量缺口，帶動機身鈦合金市場

據(jù)WorldAirForces，我國航空裝備數(shù)量與結(jié)構(gòu)與美俄相比存在差距，列裝需求缺口大。軍隊聚焦實戰(zhàn)背景下，武器裝備列裝規(guī)模有望大幅提升，我國航空裝備需求有望在較長時期內(nèi)保持高速增長。

軍機鈦合金占比逐代升高，單機需求量增大

一代飛機一代材料，鈦及鈦合金作為高性能航空航天結(jié)構(gòu)的關鍵材料，其性能對飛行器結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、效率、服役可靠性和使用壽命都具有重要的作用。作為飛機上重要的結(jié)構(gòu)材料和功能材料，戰(zhàn)斗機和轟炸機的用鈦量在不斷提高，鈦合金占比可以作為衡量主戰(zhàn)軍機先進性的一個指標。據(jù)《航空用鈦合金結(jié)構(gòu)材料》，美國先進的F-22戰(zhàn)機用鈦量為41%。據(jù)《鈦合金在航空工業(yè)中的應用》，中國新一代殲擊機鈦用量提升為20~25%。

（1）殲擊機

據(jù)WorldAirForces2021，假設未來我國戰(zhàn)斗機三代機到目前美軍水平，且二代機全部換裝為三代機，則我國三代重型、輕型戰(zhàn)斗機數(shù)量缺口分別約為600和500架。據(jù)美國政府問責局報告，2021年美軍計劃裝備542架四代機F-35；據(jù)WorldAirForces2021，美國現(xiàn)有178架四代機F-22；假設未來我軍四代機數(shù)量與當前美軍四代機數(shù)量相當，則我國四代機缺口約為700架。

三代重/輕型機空重參考維基百科分別取殲-11的16.38噸和殲-10的9.75噸，鈦合金重量占比均假設為殲-11B的15%。四代機空重據(jù)《兵工科技》公眾號“15-16噸”取其中值15.5噸，鈦合金重量占比取文獻平均數(shù)22.5%。

（2）轟炸機

據(jù)WorldAirForces2021，美國現(xiàn)役轟炸機數(shù)量為152架，中國現(xiàn)役轟炸機數(shù)量為150架，與美國數(shù)量相當；但是據(jù)新浪軍事，美國B-52能掛載20枚巡航導彈，而中國轟炸機僅能掛載6枚。假設未來我國轟炸機機隊載彈量達到目前美軍水平，則到2030年我國轟炸機缺口約為360架。轟炸機空重按維基百科轟-6的37.20噸計算，鈦合金合金含量參考美國B-1、B-2平均數(shù)23.5%。

（3）運輸機

據(jù)WorldAirForces2021，美國共有現(xiàn)役運輸機941架，俄羅斯429架，而我國僅有264架。我國當前服役的軍用運輸機以中、小型運輸機運7、運8為主，而美國現(xiàn)役運輸機中，包括222架C-17，318架C-130系列運輸機。與之相比，我國現(xiàn)役的大中型運輸機數(shù)量十分有限，運-20存在巨大換裝需求。假設我國大型運輸機列裝數(shù)量達到其對標美軍C-17的水平，且中型運輸機列裝數(shù)量與美軍C-130相當，則我國大型、中型運輸機缺口分別約為200和220架。大型運輸機運-20及中型運輸機運-8系列空重據(jù)維基百科分別取100噸和35.5噸，鈦合金重量占比均參考C-17取10%。

（4）特種飛機、加油機、教練機

據(jù)WorldAirForces2021，2020年美國有特種飛機749架，加油機625架，教練機2766架，中國有特種飛機115架，加油機3架，教練機405架，分別為美國數(shù)量的15.35%、0.05%、14.64%；若到2030年我國上述各類軍機列裝數(shù)量達到美國當前數(shù)量，則中國將新增特種飛機634架，加油機622架，教練機2361架。特種飛機重量及鈦合金重量占比取運-8同樣值，加油機空重及鈦合金重量取運20同樣值，教練機空重據(jù)維基百科取教練-10的4.96噸，；假設教練機鈦合金重量占比為2-3代殲擊機平均值8.5%。

（5）直升機

據(jù)WorldAirForces2021，2020年美國有直升機5434架，中國有直升機902架，為美國數(shù)量的16.5%，若到2030年我國列裝數(shù)量達到美國當前數(shù)量的50%，則中國將新增直升機1815架。據(jù)維基百科，直-20參考美國“黑鷹”直升機，空重均為5噸左右。據(jù)騰訊網(wǎng)直升機多個關鍵部位使用鈦合金，以米-26直升機為例，其槳轂、槳葉前緣、尾槳轂、發(fā)動機艙均為鈦合金制成。因此我們參考運輸機假設直升機中鈦合金重量占比為10%。

結(jié)合上述各種機型需求測算量、空重、鈦合金重量占比，假設飛機結(jié)構(gòu)重量為空重的45%，測算得到相應鈦合金結(jié)構(gòu)件需求重量約為9228噸?？紤]到加工鈦合金結(jié)構(gòu)件過程中會造成部分損耗，據(jù)《生產(chǎn)鈦合金飛機零件的金屬利用率及其熱模壓工藝的發(fā)展》，鈦合金成材率約為20%，即2噸鈦合金結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品需由10噸鈦合金加工材原料加工而成，則對應鈦材需求量為46139噸，平均4614噸/年。鈦合金加工材有板材、絲材、管材等多種形式，其綜合平均價格參考產(chǎn)品應用于多種航空飛行器型號的西部超導鈦產(chǎn)品，據(jù)西部超導2020年報，鈦合金銷量4830.75噸，實現(xiàn)收入17.83億元，平均36.90萬元/噸。綜上可以測算得到2021-2030中國軍用飛機機身鈦合金加工材市場空間約為170億元，平均17.0億元/年。

3.3.3、國產(chǎn)大飛機訂單充足，市場長期潛力巨大

與軍用飛機類似，商用飛機鈦合金應用量也逐漸提升。以歐洲空客公司的飛機為例，據(jù)《鈦合金在航空工業(yè)中的應用》，空客A320窄體客機鈦合金應用占比為4.5%，A340寬體客機為6%，更先進的A380雙層寬體客機則為10%。

據(jù)《航空用鈦合金研究進展》，波音777客機起落架橫梁及支架、發(fā)動機支架等承力關鍵部件采用鈦合金制作，鈦合金也應用于導管、整流罩、垂尾安裝配件等零部件以發(fā)揮減重優(yōu)勢。

我國民用飛機關鍵材料國產(chǎn)化為國內(nèi)高端鈦合金材料生產(chǎn)企業(yè)提供了重大機遇。據(jù)中國航空工業(yè)《民用飛機中國市場預測年報（2021~2040年）》，未來20年中國窄體干線飛機需求量為5276架。據(jù)波音公司發(fā)布的2021年版《商業(yè)航空市場預測2021–2040》報告，未來20年中國窄體干線飛機需求量為6700架。我們?nèi)煞N預測平均值，2040年前年均中國窄體干線飛機年均需求為299架/年。

據(jù)中國商飛，作為完全按照最新國際適航標準研制的單通道渦扇噴氣客機，C919大型客機已于2017年5月5日正式實現(xiàn)首飛。2021年3月12日《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》明確提出十四五期間要推動C919大型客機示范運營。據(jù)中國商飛，截至2018年C919訂單量已經(jīng)達到815架。

據(jù)《輕金屬》期刊2019年第3期，中科院曹春曉院士表示，C919大飛機上鈦材占比9%，是國產(chǎn)化最多的材料，寶鈦股份、寶鋼集團的材料都有使用。綜合考慮C919單機重量及鈦合金重量占比，測算得到377噸/年的機身鈦需求，假設成材率為20%，C919將帶來超過1886噸/年的鈦材需求（不含發(fā)動機）；采用與前文相同的價格假設，對應市場空間為7.0億元/年。

3.3.4、軍用航空發(fā)動機更新/維修鈦合金需求遠大于軍機機身

軍用航空發(fā)動機鈦合金比例不斷攀升。推重比，即發(fā)動機產(chǎn)生的推力與自身重量之比，是衡量發(fā)動機性能的重要指標，發(fā)動機追求高推重比，因此鈦合金的減重效果對提升發(fā)動機性能至關重要，據(jù)《航空用鈦合金研究進展》，美國第3代發(fā)動機F100的鈦合金用量為25%，而第4代發(fā)動機F119的鈦合金用量為40%。

據(jù)《我國航空鈦合金材料及鍛件的研究與發(fā)展》，鈦合金集中用于航空發(fā)動機風扇和壓氣機系統(tǒng)的輪盤、葉片、整體葉盤、離心葉輪、鼓筒、鼓筒軸、盤軸、機匣等零件。歐美系發(fā)動機應用的鈦合金材料主要有Ti-6Al-4V、Ti-811、Ti-17、Ti-6246、Ti-6242S和IMI834等；俄系發(fā)動機應用的鈦合金材料主要有BT6、BT3-1、BT8、BT9、BT25和BT18y等；我國發(fā)動機應用的主要鈦合金材料有TC4、TC6、TC11、TC17、TC25、TA11、TA19和Ti60等，使用溫度均在600℃以下。除中介機匣一般采用TC4鈦合金鑄件外，其余各類零部件大多采用優(yōu)質(zhì)鍛件加工而成。

相比軍機機身，后發(fā)國家軍用航空發(fā)動機當前使用壽命有限，更新率較高。航空發(fā)動機使用壽命通常以飛行小時或工作循環(huán)次數(shù)作為單位，飛行小時達到特定數(shù)額后需要進行專檢、翻修或是更換發(fā)動機。首次維修前使用壽命稱為首翻期壽命，發(fā)動機兩次翻修之間的工作時間稱為大修壽命。據(jù)海軍航空工程學院《基于單元體的軍用航空發(fā)動機壽命控制和管理》，某型發(fā)動機機匣、壓氣機轉(zhuǎn)子、渦輪、齒輪箱等關鍵單元體大修壽命在700-2000小時之間。

在解放軍戰(zhàn)備巡航和實戰(zhàn)化訓練背景下，航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈將顯著受益于軍用航空發(fā)動機換發(fā)及維修需求的增長。實戰(zhàn)化訓練對于軍機發(fā)動機維修和換發(fā)都提出了更高的要求。

軍機繞臺巡航、實戰(zhàn)化演練常態(tài)化。據(jù)中國軍網(wǎng)，2021年12月30日國防部例行記者會上，針對記者“今年以來大陸軍機940余架次進入中國臺灣‘空域’”的問題，發(fā)言人表示解放軍常態(tài)環(huán)臺島組織轟炸機、偵察機、殲擊機等開展巡航，常態(tài)抵近臺島周邊組織多軍兵種力量聯(lián)合戰(zhàn)備警巡，常態(tài)在臺島附近?？沼蚪M織聯(lián)合對海突擊、聯(lián)合對陸打擊、聯(lián)合防空作戰(zhàn)等實戰(zhàn)化演練，實際出動飛機架次比民進黨當局炒作的數(shù)量只會多、不會少。

據(jù)《航空維修與工程》期刊2015年第10期，我國軍用航空發(fā)動機維修服務主要由軍用航空發(fā)動機制造企業(yè)、維修企業(yè)與部隊承擔，未來，制造企業(yè)和維修企業(yè)會深入地與部隊維護工作融合，并逐步承擔原本由部隊承擔的部分維護工作，提供類似于民航維修企業(yè)航空發(fā)動機在翼維修服務。

據(jù)維基百科，美國F15戰(zhàn)斗機重量為14.38噸，其配備的2臺F110發(fā)動機單臺重1.78噸，因此我們假設發(fā)動機重量占飛機空重25%。據(jù)中國科學院院士、中國航發(fā)航材院研究員曹春曉在2017中國500強企業(yè)高峰論壇之“輕量化材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上表示，我國的發(fā)動機中“昆侖”發(fā)動機鈦合金占比14%，“太行”已達25%。據(jù)《航空用鈦合金研究進展》，國外四代機發(fā)動機F119鈦合金重量占比為40%。因此我們假設中國四代機中發(fā)動機中鈦合金重量占比假設為40%，三代殲擊機和轟炸機為25%，其他飛機發(fā)動機為14%。

結(jié)合上述各種軍用飛機需求測算量，測算得到相應鈦合金零部件需求重量為7494噸。采取與前文相同的成材率20%、鈦材平均單價36.90元/噸假設。測算得到2021-2030中國軍用航空發(fā)動機新機列裝鈦合金加工材市場空間約為27469噸，價值105億元。保守假設航空發(fā)動機換發(fā)/維修市場規(guī)模與新機列裝需求相等，則2021-2030年軍用航空發(fā)動機新機列裝及維修市場總需求為7494噸/年，價值27.7億元/年。

3.3.5、國產(chǎn)商用飛機發(fā)動機有望打開市場

商用航空發(fā)動機追求經(jīng)濟性、輕量化，鈦合金憑借其高比強度、較寬的工作溫度范圍和優(yōu)異的腐蝕抗力等突出特性廣泛應用。以空客A320型客機配備的V2500發(fā)動機為例，據(jù)《鈦合金在V2500發(fā)動機中的應用》，鈦合金零件主要集中于發(fā)動機前部及外部工作溫度較低的位置，零件總價超過750萬美元，V2500新機價格約為1500萬美元，鈦合金零件價值占比約為50%。

據(jù)歐洲航空安全局文件，C919現(xiàn)在采用的LEAP-1C發(fā)動機重量約為3.94噸。據(jù)中國科學院院士、中國航發(fā)航材院研究員在2017中國500強企業(yè)高峰論壇上表示，將來要用在C919上的長江-1000的鈦合金用量為23%。結(jié)合中航工業(yè)、波音公司對中國窄體干線機需求測算量，可以測算得到2021-2040中國商用航空發(fā)動機新機裝機鈦合金加工材市場空間約為895噸/年，價值約3.3億元/年。

國產(chǎn)商用發(fā)動機有望打開市場。據(jù)中國商飛，目前國產(chǎn)大飛機C919選型CFMI公司的LEAP-1C發(fā)動機。2017中國500強企業(yè)高峰論壇之“輕量化材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上，中國科學院院士、中國航發(fā)航材院研究員表示，將來C919可能要用的長江-1000（CJ-1000）發(fā)動機正在研制之中。據(jù)工信部，國產(chǎn)大型客機C919在研發(fā)動機CJ-1000于2018年首次點火成功。

整理上述測算結(jié)果，得到2021-2030年軍用/商用飛機機身及發(fā)動機所帶動的年均鈦合金需求約為1.49萬噸/年，價值量約為55.0億元/年。軍用飛機及發(fā)動機是鈦材需求第一大市場。

3.3.6、航天發(fā)射創(chuàng)新高，導彈裝備系列化

鈦合金是航天結(jié)構(gòu)件的關鍵材料?；鸺?導彈的載重與射程與自身重量直接相關，據(jù)《鈦合金在航天領域的應用及需求》，末級火箭每減輕1公斤可以減少近100公斤發(fā)射燃料，射程增加15公里以上；中程導彈每減輕1公斤射程增加7至8公里。鈦合金由于其低密度、高強度的特點在火箭/導彈中廣泛應用。據(jù)《鈦合金在航天火箭中的應用》，鈦合金在航天火箭中重量占比為5%至30%。

2021年航天發(fā)射創(chuàng)新高，2022年建成空間站。據(jù)航天科技集團官網(wǎng)，2021年集團48次宇航發(fā)射全勝，創(chuàng)歷史新高，中國全年航天發(fā)射55次位居世界第一。據(jù)光明網(wǎng)，2022年1月4日航天科技集團召開2022年型號工作會，會上報告指出，中國航天科技集團2022年計劃安排40余次宇航發(fā)射任務，將完成載人航天6次重大任務，包括兩次貨運飛船、兩次神舟飛船和實驗艙Ⅰ、實驗艙Ⅱ發(fā)射，以及在軌交會對接、出艙活動和飛船返回任務，全面建成空間站。

新型導彈批量裝備，型號向體系化系列化實戰(zhàn)化轉(zhuǎn)型。據(jù)中國軍網(wǎng)，2021年11月25日，國防部發(fā)言人在記者會上表示，“十三五”時期東風-17導彈、東風-26導彈等批量裝備。

寶鈦股份是航天鈦材主要供應商。據(jù)寶鈦華神官網(wǎng)，2017年3月，寶鈦股份被航天科技集團評選為2014-2015年度中國航天優(yōu)秀供應商，公司鈦材等產(chǎn)品廣泛應用于人造衛(wèi)星、神舟系列載人飛船、天宮系列空間實驗室、嫦娥探月及長征系列運載火箭等多種領域。據(jù)陜西省國資委官網(wǎng)，2014年12月寶鈦集團成功研制出Ti2AlNb合金板材，并通過中國航天科工集團第三研究院現(xiàn)場驗收。

3.3.7、PTA化工項目用鈦材量高增長

鈦合金由于其耐腐蝕特性，適宜于制造化工PTA反應容器。據(jù)《鈦制閥門在PTA生產(chǎn)裝置中的應用》，PTA主要用于生產(chǎn)聚酯纖維。PTA反應腐蝕的主要原因是氫溴酸和醋酸，而鈦鈍化能力強，具有優(yōu)異抗腐蝕性能，一般反應溫度高于125℃時應選擇鈦及鈦合金材質(zhì)，容器、管線、閥門均為鈦制成。

國內(nèi)寶鈦集團首次規(guī)模制造PTA裝置中的鈦制容器。據(jù)《PTA裝置匯總鈦制容器的國產(chǎn)化》，2001年之前國內(nèi)PTA裝置的鈦制容器均從國外成套引進，2001年寶鈦集團參與儀征化纖股份有限公司PTA項目建設，負責制造開車加熱器、結(jié)晶器凝液罐、結(jié)晶放空冷凝器、溶劑汽提塔再沸器等鈦制容器，是國內(nèi)首次規(guī)模制造PTA裝置中的鈦制容器。

PTA化工用鈦材量大幅增長。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會數(shù)據(jù)，2016年開始我國化工領域鈦材應用量呈現(xiàn)增長態(tài)勢，2020年化工領域應用鈦材47513噸，較2019年增長34.64%，占全部鈦材應用量50.80%。據(jù)《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》，2020年化工PTA領域新擴建項目需求拉動鈦材需求增幅最大。

寶鈦股份具備大型PTA核心部件能力。據(jù)寶鈦股份官網(wǎng)，2021年3月23日上午，由寶鈦股份承制的重達12噸、長達12余米的大型PTA核心部件——鈦合金攪拌軸交付典禮在裝備制造公司現(xiàn)場順利舉行，標志著公司具備了向大型PTA提供核心部件的能力，將成為公司新的利潤增長點。

4、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)成長，募投擴產(chǎn)打開空間

4.1、國內(nèi)企業(yè)在設備、產(chǎn)品、體量尚有成長空間

航空航天鈦材供應商國內(nèi)主要有寶鈦股份、西部超導、湖南湘投金天鈦業(yè)、西部材料等，國外主要有俄羅斯VSMPO-AVISMA、美國ATI和TIMET等。

以全球領先的鈦生產(chǎn)商VSMPO-AVISMA為例，該公司為全球航空航天知名企業(yè)提供鈦材及鈦零部件產(chǎn)品。據(jù)《有色金屬》雜志，該公司客戶包括通用電氣、普拉特·惠特尼、波音、歐洲宇航防務集團，并且是波音公司僅次于TIMET的第二大鈦材供應商，是歐洲宇航防務集團最大的鈦材供應商。據(jù)該公司官網(wǎng)，2021年1月其與波音簽署新長期供貨協(xié)議，將繼續(xù)供應波音787、777、767、737飛機鈦模鍛產(chǎn)品。2020年實現(xiàn)營收12.51億美元，同比減少23.18%，其中航空航天業(yè)務實現(xiàn)營收9.25億美元，同比減少28.15%，占總營收73.90%。

國外龍頭企業(yè)具備全產(chǎn)業(yè)鏈能力。VSMPO-AVISMA和ATI已經(jīng)形成了海綿鈦鈦錠-鈦材-零部件全產(chǎn)業(yè)鏈能力，特別是具有鈦合金零部件生產(chǎn)能力，例如VSMPO-AVISMA生產(chǎn)機身鈦模鍛件，ATI生產(chǎn)發(fā)動機鈦合金零部件。國內(nèi)寶鈦股份擁有從海綿鈦-鈦鑄錠-鈦材完整產(chǎn)業(yè)鏈能力，西部超導和西部材料主要處于產(chǎn)業(yè)鏈鈦鑄錠-鈦材環(huán)節(jié)。

國外龍頭企業(yè)設備能力普遍較強，寶鈦股份設備能力國際一流。熔煉爐和鍛壓機兩種設備一次投入大，對鈦合金鑄錠品質(zhì)和生產(chǎn)能力有直接影響，能直接體現(xiàn)企業(yè)設備實力。國外企業(yè)熔煉生產(chǎn)能力更強，TIMET、ATI具有電子束冷床爐利于生產(chǎn)低夾雜產(chǎn)品；國外企業(yè)大噸位鍛壓設備占優(yōu)，為生產(chǎn)大型鈦合金結(jié)構(gòu)件提供優(yōu)勢，例如VSMPO-AVISMA擁有750MN水壓機，使其能夠生產(chǎn)世界上最大的客機A380的起落架軌梁。國內(nèi)企業(yè)中寶鈦股份設備能力達到世界一流水平。

國外企業(yè)合金品類全，國內(nèi)企業(yè)正逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。國外領先企業(yè)鈦合金產(chǎn)品牌號更加齊全。國內(nèi)企業(yè)在部分牌號鈦合金產(chǎn)品上實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。據(jù)寶鈦股份官網(wǎng)，公司TC4等牌號合金板材產(chǎn)品，受到波音公司、空客公司、古德里奇等宇航企業(yè)的青睞；據(jù)西