特种中间合金市场与钛合金产量高度相关,近年来随着钛合金产量在前述利好因素的带动下不断提升,中间合金行业市场规模随之扩大。根据中国有色金属工业协会钛锆铪钒分会数据,2024 年我国钛锭产量达 16 万吨,同比增长 6%。基于下游钛合金的需求增长,按 7%的复合增长率保守预测,到 2030 年钛锭产量将达到 24.01 万吨。
2024 年中国各类钛锭产量占比中纯钛钛锭占比 43%,TC4 合金锭占比 46%,其他合金锭占比11%,TC4 钛合金占到钛材整体消费的接近一半以及钛合金材料产量的 80%以上。
TC4 钛合金的生产主要使用钒铝中间合金,若按照典型的钒铝合金质量构成,即含钒 55%wt、含铝 45%wt 计算,且不考虑生产损耗的情况下,估计每生产一吨 TC4 钛合金锭需要投入钒铝合金72.7 千克。若钛锭中 TC4 产量占比维持 46%,则 2030 年 TC4 合金钛锭产量将达 11.05 万吨,按照钒铝中间合金在 TC4 钛合金锭中 7%的质量百分比保守计算,钛合金用特种中间合金中仅钒铝合金的市场需求量将从 2020 年的 0.39 万吨增长至 2030 年的 0.77 万吨,结合钒铝合金目前约 18 万元/吨的市场售价,预估到 2030 年钒铝合金市场规模将达到 14 亿元左右。
钒铝合金是钛合金用特种中间合金中使用量最大、应用最成熟的一种,近年来随着钼铝合金以及钒铝铁等多元中间合金的兴起,其他更高技术含量和经济附加值的产品亦将产生新增市场需求。根据中国有色金属工业协会钛锆铪钒分会披露的数据推算,2030 年国内钛合金用特种中间合金的市场规模有望达到 20 亿元以上。
2、行业发展趋势
①特种中间合金行业正朝着高端化和定制化方向发展
随着航空航天、海洋工程等高端领域对合金材料性能要求的不断提高,高端钛合金、高性能高温合金需求量快速增长,对中间合金的性能和质量提出了更高要求。例如,新一代飞机和高性能航空发动机对轻质、高强材料提出了更苛刻的综合高性能要求,包括强韧性匹配、高疲劳性能与损伤容限性能匹配等。除了满足基本的强度和耐腐蚀性要求,合金材料还需要具备如抗氧化性、耐磨性、良好的热传导性能等多种功能,以满足不同应用场景下的特殊需求。
在航空航天、海洋工程等高端钛合金、高温合金领域,不同生产企业的同质化程度不高,工艺方法和技术参数差异化及保密程度较高,对上游中间合金的定制化需求也在不断增加,中间合金供应商需要根据客户的特定要求,合理设计工艺参数,开发出高质量的产品。
②下游市场需求增长与新兴领域拓展拉动中间合金需求增长
伴随着全球科技的进步和工业的发展,钛合金及高温合金材料因其独特的性能,在多个下游领域中展现出巨大的应用潜力。
在航空航天领域,钛合金因其高强度、低密度和优异的耐腐蚀性,成为航空航天领域的重要材料,在飞机结构件、发动机部件以及航天器外壳中的应用日益广泛。在我国,随着航空制造业的快速发展以及 C919 等民用航空器的需求不断提升,对轻量化和耐久性材料的需求将持续增长,将拉动钛合金在航空航天领域的应用持续增加。
在医疗领域,钛合金因其优异的生物相容性和耐腐蚀性,广泛应用于骨科植入物、牙科材料、人造耳蜗等领域。随着大众健康意识的提高、全球人口老龄化和医疗技术的进步,对高性能医疗材料的需求将持续增长。未来,钛合金在医疗领域的应用前景广阔。
在消费电子领域,钛合金在 3C 电子领域的应用正在加速渗透。苹果、荣耀、小米等品牌已经开始在智能手机中使用钛合金部件,折叠屏手机的轻薄化需求也催生了钛合金 3D 打印工艺的应用,未来随着 3C 消费电子的需求不断提升,市场渗透将进一步提升。
在汽车领域,汽车和交通领域对轻量化材料的需求不断增加,钛合金因其高强度和低密度成为理想选择。虽然目前因成本原因钛合金在汽车领域的应用相对有限,但随着技术进步、成本下降以及高端汽车市场的需求,其应用领域有望进一步扩大,市场潜力巨大。目前,钛合金已用于高端汽车、赛车等车型的发动机连接杆、框架等部件。未来,随着汽车技术的进步和对高性能材料需求的增加,钛合金在汽车领域的应用有望逐步增加。
③高端化与市场机遇助推产业技术升级
特种中间合金是钛合金、高温合金制造的关键材料,尤其是航空级钛合金用中间合金,其技术长期被国外垄断,加之高端合金材料用于关键领域,其自主可控成为我国高端制造业发展的关键。目前,我国新型飞机、航空发动机和燃气轮机的钛合金、高温合金用量不断提升,国产材料的高端化成为保障国家安全的必然选择。随着新型航空发动机、工业燃气轮机的不断研发和量产,以及能源工程建设需求持续提升,使得钛合金、高温合金用量大幅提升,对与之匹配的高端中间合金材料的需求亦尤为迫切。
未来,随着技术的进一步升级和市场的不断拓展,国产特种中间合金有望在高端制造业中占据重要地位,为我国的产业升级和经济发展提供有力支撑。
④多元中间合金是中间合金领域未来发展的主要趋势
随着合金材料的发展和质量控制要求的提升,多元专用中间合金已成发展趋势。与二元合金相比,多元中间合金可大幅减少钛合金熔炼过程中中间合金的引入次数,极大地提高钛合金压制电极时物料均匀度,减少熔炼难度,提高钛合金铸锭均匀性;同时多元中间合金具有元素协同效应增强,多元合金通过三种及以上元素的相互作用,可形成高熵效应、晶格畸变效应等特殊结构,显著提升耐高温性、抗腐蚀性及抗磨损性。多元中间合金因其显著的优势和广泛的应用前景,正成为中间合金领域未来发展的主要趋势。
随着技术的不断进步和市场需求的增加,多元中间合金将在更多领域发挥重要作用,多元合金将向着种类更加多样化,成分控制更加精确化,杂质控制更加严苛化的方向发展。多元中间合金的复杂性需要生产企业具有更深厚的技术积累和更完备的创新机制,头部企业的优势和重要性将得到凸显,行业竞争格局将得到进一步调整。
⑤工艺技术进步推动产业升级
高效化生产是特种中间合金行业工艺技术发展的首要趋势。为了提高生产效率和降低成本,企业不断优化生产工艺,采用新型熔炼技术和引进自动化设备,以缩短生产周期和降低能耗。与此同时,随着环保法律法规的日益严格,绿色化生产工艺成为中间合金行业发展的必然趋势。“铝热还原法”是一种利用铝的强还原性来制备中间合金的方法,适用于生产高纯度、高活性的中间合金。通过优化铝热法的反应条件和工艺参数,可以减少污染,提高生产效率。
综上,中间合金行业作为下游合金材料生产的核心材料,其工艺技术的发展趋势直接关系到合金的性能、质量和生产效率。未来,中间合金行业将继续向高效化、绿色化方向发展,通过不断技术创新和管理优化,为钛合金的应用和发展提供更加有力的技术支持和保障。
更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网,同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告(立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会)、产业规划、园区规划、商业计划书(股权融资、招商合资、内部决策)、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。