国防军工国产大飞机系列报告之二：大飞机应用材料解析_41页_3mb

国产大飞机C919材料应用总结

核心内容概述

本报告围绕国产大飞机C919的材料应用情况展开，重点分析其在铝合金、钛合金和复合材料方面的选择与应用。C919的选材兼具成熟性与先进性，材料应用比例和性能指标均达到国际先进水平，推动了我国航空材料技术的发展和国产化进程。

主要观点与关键信息

1. 材料与飞机相互推动发展

• “一代飞机，一代材料”：材料与飞机技术相互促进，共同发展。
• 飞机结构材料发展趋势为轻质化、高强度、高模量、耐高温、低成本。
• 飞机每减重1磅，可带来直接经济效益（小型民机50万美元/磅，商用运输机800万美元/磅）。

2. C919选材兼具成熟性和先进性

• C919在中央翼、机翼、机身等主承力部段使用成熟铝合金，在尾翼、后机身等部位使用复合材料，特别是在尾翼盒段和后机身前段使用第三代中模高强碳纤维复合材料。
• 在机身蒙皮和长桁结构中使用第三代铝锂合金。
• C919材料应用比例为：铝合金65%（含铝锂合金8.8%）、复合材料12%、钛合金9%、其余为钢材及其他材料。

3. 铝合金应用广泛

• 铝合金是民机制造最重要的材料之一，占全机结构重量的65%。
• 使用的铝合金包括传统2xxx系、7xxx系以及第三代铝锂合金（如2196、2099等）。
• 国内已实现部分铝合金的国产化，如西南铝业和南山铝业提供材料，但第三代铝锂合金仍依赖进口。

4. 钛合金应用广泛且国产化率高

• 钛合金是唯一广泛用于飞机机身及发动机的材料，具有强度高、耐热性好、耐蚀性佳等优点。
• C919钛合金用量占机身结构重量的9.3%，高于波音737和空客A320。
• C919选用6个钛合金牌号，包括低强高塑性、中强中韧、中强高韧、高强高韧及系统用材。
• 国内钛合金厂商如宝钛股份、西部超导已通过商飞资质认证，具备供应能力。

5. 复合材料应用比例提升

• 复合材料在C919中占12%，主要用于水平尾翼、垂直尾翼、翼梢小翼、后机身、雷达罩等部位。
• C919是国内首次大规模使用T800级高强碳纤维复合材料，性能优于T300。
• 国内碳纤维企业如光威复材、恒神股份、中复神鹰已具备生产能力和适航认证，未来有望实现国产替代。

投资建议

• 宝钛股份：钛材行业龙头，为C919提供多种规格钛合金材料。
• 西部超导：国内高端钛合金棒丝材主要生产基地，已通过商飞资质认证。
• 光威复材：碳纤维龙头企业，参与C919的PCD适航认证，未来有望在CR929中实现应用。
• 中航高科：入选CR929前机身工作包唯一供应商，完成复合材料风扇叶片、流道板等研制任务。
• 博云新材：与霍尼韦尔合资，为C919供应碳/碳复合材料机轮刹车系统。

风险提示

• C919适航取证速度、交付进度不及预期。
• 受新冠疫情影响，民航市场需求可能不及预期。
• 产能建设不及预期，可能影响材料供应。

材料应用现状与前景

铝合金

• C919前机身、中机身、中后机身、机头与机翼结构件几乎全用铝材制造。
• 第三代铝锂合金应用比例为8.8%，可使铝合金零部件质量减轻14%~30%，每架飞机每年飞行费用下降2.2%以上。
• 国内铝锂合金研发取得突破，但产业化仍处于起步阶段，目前依赖进口。

钛合金

• C919钛合金用量为3.92吨/架，预计未来20年制造1200架将带来4700吨钛材需求。
• 国内钛合金国产化率高，宝钛股份、西部超导等企业已实现供应。
• 钛合金是C919上国产化最多的先进材料。

复合材料

• C919复合材料用量达12%，首次使用T800级碳纤维复合材料。
• 国内碳纤维企业具备技术储备和生产能力，未来有望在C919和CR929中实现国产替代。
• 预计C919将带来年均300吨复合材料需求，其中T800级碳纤维年均需求达100吨。

总结

C919大飞机的研制不仅推动了我国航空材料技术的进步，也带动了相关产业链的发展。铝合金、钛合金和复合材料在C919中广泛应用，其中钛合金和复合材料的国产化率较高，而第三代铝锂合金仍需进一步突破。随着C919的批量交付和CR929的研制推进，国内先进材料供应商将迎来重要发展机遇。