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    军工材料“钛合金”:空军利器,受益于装备大发展

     

    前言:

     

    在新一代武器装备放量期即将到来、军民融合不断深化的大背景下,2018年军工材料将迎来较好的机会,钛合金、碳纤维复合材料和高温合金等品种将成为重点关注对象。

     

    随着我国空军飞机的更新换代、单机制造技术的进步带来的用钛量提升,叠加我国军用装备或迎来大发展时期,我国军品钛合金市场有望进入高速发展阶段。

    历史规律叠加新一代武器装备集中亮相,军工产业链机会来临

    从历史上看,每个五年计划期间军工集团的业绩与二级市场表现均呈现前低后高的规律,叠加当前时点我国多种新一代重要武器装备集中亮相,军改落地后装备补偿式增长,以及军民融合持续推进,预计2019-20年国防军工将有较佳机会。

    而从产业的角度讲,军工材料企业的营收同比增长一般领先于下游国防军工9-12个月兑现,所以2018年军工材料或将有较好的机会。

    此外,军工材料还具有相对高的技术壁垒和利润水平,以及相对低的估值。

    具有高行业集中度、高技术性的品种,如钛合金、碳纤维复合材料、高温合金等值得关注。

    军品钛合金2018-2022年有望进入高速发展时期

    预计随着我国空军飞机的更新换代、单机制造技术的进步带来的用钛量提升,叠加我国军用装备或迎来大发展时期,我国军品钛合金市场有望进入高速发展阶段。

    据推算,在单架军用飞机用钛量增加1倍、新式装备5年爬坡上量的情况下,2018-2022年军用钛合金CAGR有望达到20%-25%。

    钛合金:空军利器,受益于装备大发展

    钛金属具有低比重和高比强度的特性,其合金在航空航天领域对于提升飞行器推重比有重要意义,近年来受到广泛使用。除军工、航空航天领域之外,钛合金还应用于较多应用于化工、冶金、医疗、体育休闲等领域。

    钛金属产业链主要分为四个阶段,即开采钛矿、冶炼海绵钛、熔炼钛锭、加工钛材(钛白粉属于化工产业链,由钛矿直接生产,与金属产业链不相关)。

    我国钛材的下游应用领域中,化工领域占比最大

    根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会 的统计,2016 年化工下游消费占钛材总消费量的 42%,航空航天和电力消费位列第二和 第三位,分别占到消费总量的 19%和 13%。

    我国钛消费结构与美国、俄罗斯等钛工业强国的差别在于航空航天下游占比偏低,如俄罗斯 57%的钛材用于飞机机身和发动机领域。 这一差距主要是因为相较美、俄,我国尚不具备民航客机批量生产能力,并且向波音等飞 机制造公司供货偏少。

    军机对钛合金需求量有望大幅上升

    我国新一代军机单机用钛量显著增加

    从全世界角度来看,由于现代军事作战对兵器装备要求不断提升,装备所使用材料也随飞机代次升级而更新。军机传统以钢为主,之后逐渐以铝代钢,并加入钛合金和各类复合材料。

    根据有色金属学报的统计,最新一代军机不仅钛合金用量显著提升,铝锂合金和碳纤维复合材料比例也进一步提高,对普通铝合金和钢形成进一步替代。

    用钛量方面,我国最新的四代战机的钛用量相较三代、三代半战机增长大约超过1倍。这意味着即使维持每年生产的军机数量不变,我国军用钛合金需求也将翻番。

    我国旧型号军机更新潮或将到来

    从数量上看,我国军机总量不少。根据英国FlightInternational在2017年的统计,我国军机总数量和俄罗斯并列世界第二位。我国未来军机增量前景仍十分广阔,主要基于三点原因:

    (1)本报告第一部分已经论证的未来装备放量的趋势;

    (2)我国军机结构相较军事强国并不均衡,根据FlightInternational的统计,我国直升机和运输机占比相较美国显著偏低,这一现状不利于我国实施海外远距离作战,也不利于陆军、空军配合;

    (3)旧款待退役军机占比偏高,如目前在役战斗机中仍有一定歼-7、歼-8系列。

    近两年直升机、运输机、战斗机的新机型集中亮相,叠加目前部分在役机型比较落后的现状,未来军机数量可能进入高速增长期。

    预计我国未来10年军用钛合金需求量超过5万吨,CAGR约为20%-25%

    我们预计未来10年,仅军用飞机和其发动机带动的高端钛合金需求至少在5万吨的水平,年均复合增速在20%-25%。

    若对标前文美国军机数量,考虑我国将与之形成匹配的战斗能力,我们预计10年内我国将新增约500架三代机、200架四代机、200架运输机、1000架直升机、200架其他飞机。

    另外,高端军品钛合金在材料后端损耗率高、成材率低,造成比实际飞机上用量更高的钛原材料需求量。

    据调研的情况,这主要来源于:

    (1)原材料在后期锻压或热处理过程中出现力学性能不达标,造成报废(成材率);

    (2)后期材料加工过程中因切割、深冲等工艺形成边角料,边角料可能出现应力集中或形状和尺寸不合适,无法继续使用(损耗率)。高性能钛合金成材率大约在1:3.5,损耗率可能高达70%。

    航空发动机方面,目前发动机中钛合金主要用在中温区(低温区部分使用陶瓷基复合材料,高温区使用镍基或钴基高温合金),质量占比大约为25%。此外我们假设发动机的装配比1:1.2,即需要20%的备用发动机。

    目前我国军机使用国产发动机比例还不高,发动机用钛的增长一看军机本身数量的增加和代系的更新,二看国产发动机的研制进度和未来配置率的升高,不区分需求量中的国产和进口发动机的情况下,我们预计每年军用航空发动机的钛合金总需求量大约在2万吨。

    除军机机身、航空发动机外,还有导弹等军用装备使用钛合金,其用钛量不易预测,但我们认为在军机数量增加的前提下,其携带导弹需求很可能也相应提高,预计其他领域装备用钛总需求量也将出现增长。

    增速方面,我们前面提到新一代军机用钛量比旧机型提升一倍左右,也就是如果保守假设年产飞机数量不变,仅是代系更新,5年爬坡期假设下CAGR也可以达到15%。考虑到军改逐渐落地后装备出现补偿式增长,我们认为军用钛合金年均复合增速在20%-25%是比较合理的。

    成本端海绵钛价格或将稳中有降,利好高端钛材加工企业

    化工用钛需求萎缩,海绵钛整体需求较难增长

    前面装备需求的增加是第一个看好军品钛合金的逻辑,而我们第二点逻辑与市场有所不同,未来成本端海绵钛的价格可能稳中有降。原因一方面是需求端,钛材整体(含民品)的需求在未来难有大幅度提升。

    根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会的统计,2011-16年,我国钛材总消费量从4.94万吨下降至4.42万吨,其中占比最大的化工领域消费量逐年减少,从2.72万吨下降至1.86万吨,消费占比从55.0%下降至42.0%。

    化工下游钛材消费情况还尚未显著改善。受到近年来环保政策严格执行的影响,新建化工项目审批严格,化工行业固定资产投资增速显著下降,截至2017年12月,石油加工、化学原料制备、医药制造、化纤制造四个子领域固定资产投资完成额累计同比均处于低位。

    由于钛在化工中主要用于制盐和制碱设备(冷凝器、换热器、电解槽、钛阳极等)而非作为原料,化工行业固定资产投资完成额增速偏慢说明化工设备增速偏低,对钛材整体需求也将下降。化工各子领域中,使用钛材作设备最多的化学原料和制品业2017年固定资产投资增速仅为-4.0%,对钛材整体需求构成不利的影响。

    尽管2011-16年,下游航空航天钛消费量从4080吨上升至8519吨,消费占比从8.3%上升至19.3%,但化工仍然占据钛消费主力,航空航天消费量的增长并不能抵消化工领域用钛量的下降。并且冶金、电力等领域用钛量保持平稳,船舶和海洋等新领域的钛产品暂未见到重大技术突破。

    各个领域综合看,预计中短期内钛材总消费量不会显著增长,可能保持稳定或略有下降,从而使上游的海绵钛需求受到一定抑制。

    产能出清不理想、新增产能势头强,海绵钛供给端不容乐观

    而在供给端,有别于市场观点,我们认为目前钛产业链(民品)过剩的产能出清并不理想,并且近两年有大量新产能可能投产,海绵钛供应过剩的情况可能进一步加剧。

    目前钛行业仍处于海绵钛-钛锭-钛材全产业链严重过剩、利润非常微薄的状态,而低端钛锭、钛材的产能过剩不易自发出清,因为生产钛锭的熔炼设备、生产钛材的机械加工设备除钛合金之外,技术上也可以对其他多种金属制品进行熔炼和加工,不会因为低端钛材的亏损而自发清退。

    所以钛行业过剩的根源在于海绵钛,只有海绵钛出清到位,钛锭和中低端民用钛材的利润才可能提升。

    从中国有色金属工业协会钛锆铪分会的统计来看,我国海绵钛产能自2006年以来开始高速扩张,从当年的1.5万吨上升到2014年的峰值15万吨。

    随着产能无序扩张,海绵钛价格从高点23.5万元/吨降至不足5万元/吨。从统计数字上看,2016年海绵钛产能下滑至8.8万吨,产量为6.7万吨,产能利用率为76%,比14年仅45%的产能利用率有所提升。

    但通过调研了解到,名义产能的下降更多是统计口径的改变,部分因为亏损而停产的产能未计入产能数据之中,造成2015年名义上的海绵钛产能数据明显下降。但大部分停产产能设备维护情况良好,若海绵钛价格反弹,这些产能仍具有进入市场的可能,若进入市场将造成供给端出现较大压力。

    综上而言,海绵钛行业的调整还处于初步阶段,而并非接近完成。参照即将进入行业的几家企业的情况,未来行业中企业应具有的特点是:生产高品质航空级产品(即0级或0A级海绵钛)、具有全流程工艺和相应的低成本、具有较大的产能和规模效益。

    预计在新产能进入行业、产业调整到位后才有可能迎来海绵钛价格的复苏,中短期内海绵钛价格不具备明显上涨的条件。但这对于高端钛材加工企业,特别是高端军工钛材企业来讲是一个利好,因为军品多是在一段时间内由军方锁定价格,上游原料价格中短期稳中有降将有助于钛材加工类企业利润水平的提高。(报告来源:华泰证券 / 研究员:李斌)

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