爆發(fā)的汽車行業(yè)與國產大飛機

　　鋁合金密度低、強度遠超鋼材，具有優(yōu)越的比強度；而且耐腐蝕、易成形、可焊接、可進行各種表面處理，在交運、建筑、電子電力等領域應用廣泛，進一步替代銅、鋼、木的前景非常廣闊。

　　從消費結構看，鋁加工的主力增長極正在由建筑用鋁向交通運輸、包裝等工業(yè)用鋁轉換，結構升級正在進行。上一輪周期中國房地產業(yè)迅猛增長以及節(jié)能、環(huán)保標準的提高，使得美觀、輕質的鋁合金在鋁門窗、幕墻和裝飾材料領域的應用大量增加，建筑用鋁成為鋁材的消費主流。

　　而目前，隨著房地產的高光時代過去，以及國內節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造業(yè)的興起，鋁加工行業(yè)正在經歷一場從建筑用鋁向工業(yè)型材的轉型。與西方成熟經濟體的鋁消費結構相比，中國在交通運輸領域（汽車、軌交、航空、船舶）和包裝領域的消費占比提升空間尤為廣闊，這將強勁驅動高端鋁板帶箔需求。

　　以產量占比最大的鋁型材為例，結構升級的趨勢非常明顯——建筑型材在上輪周期高歌猛進之后，近年來工業(yè)型材成為增長主力。2003～2007年國內建筑行業(yè)迅猛發(fā)展給鋁型材帶來了巨大機會，建筑需求一度占鋁擠壓材消費量70%以上。隨著各種合金、品種、規(guī)格和高精度、復雜的實心和空心鋁合金型材在交運、電子電器、石化、汽車部門逐漸取得廣泛應用，工業(yè)擠壓材產量也快速增長。

　　汽車輕量化和工業(yè)型材高端化成為兩大主要潮流。

　　一是汽車輕量化。鋁合金型材在中國交通運輸領域的應用只占工業(yè)鋁型材整體需求的27%，遠低于北美（47%）、歐洲（45%）、日本（50%）等發(fā)達市場，在節(jié)能環(huán)保、新能源車大發(fā)展以及提高汽車機動性能的趨勢下，汽車輕量化大勢所趨。

　　二是工業(yè)型材高端化。這主要來自中國高端裝備制造業(yè)崛起的迫切需要，包括軌道交通、航空航天、海水淡化、海洋工程、軍工等領域的需求將有力驅動高端工業(yè)型材的增長。

　　汽車輕量化大勢所趨，進口替代大有可為

　　鋁合金的密度只有2.68g/cm3,僅為鋼的30%，在等彎曲剛度的條件下，鋁對鋼的厚度比為1.43，鋁的減重潛力是49%，在等彎曲強度的條件下，鋁對鋼的減重潛力是38%。統(tǒng)計數(shù)據顯示，鋁合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵制造汽車，整車、發(fā)動機、缸體/缸蓋將分別減重30-40%、30%、30-40%，鋁質散熱器比相同的銅制品輕達20%-40%。

　　汽車輕量化是節(jié)能減排、提高汽車性能、新能源應用，以及降低對行人碰撞傷害的大勢所趨。首先，節(jié)能減排日趨嚴格，提高汽車鋁化比例迫在眉睫。目前大量研究表明，約75%的油耗與整車重量有關，降低汽車重量就可有效降低油耗，而油耗的下降意味著二氧化碳、氮氧化物等有害氣體排放的下降。

　　據測算，汽車重量每下降10%，油耗下降8%，尾氣排放下降4%。針對汽車工業(yè)發(fā)展、汽車產量增多、汽車保有量的加大所帶來油耗和環(huán)保的壓力，各國都制定了相應的政策要求。為了應對節(jié)能減排大潮，目前已有多款海外高端車型采用全鋁車身打造，處理后的鋁合金用材既可保證車身強度，又能大幅降低車身自重。

　　通過大量使用鋁，能明顯獲得兩個好處，一是減輕自重能減小動力和傳動系統(tǒng)負荷，可在較低的牽引負荷下表現(xiàn)出同樣或更好的性能，如簧載質量下降，將明顯提高行駛平穩(wěn)性和舒適性。二是為了提高轎車安全性而增加的輔助裝置導致汽車增重，也需要通過輕量化予以補償。

　　中國汽車工程協(xié)會的研究表明，如果以“重量比功率=整備質量÷發(fā)動機功率”來衡量質量與動力的匹配程度，0.95-1.05比功率是合理比功率值分布帶。而中國乘用車（尤其是自主品牌）符合該標準的比例整體偏低，超重情況顯著，汽車鋁化勢在必行。

　　與這個大趨勢同步進行的，是我國新能源汽車發(fā)展邁入快車道，車型輕量化大勢所趨。根據中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國2016年新能源汽車生產51.7萬輛，銷售50.7萬輛，比上年同期分別增長51.7%和53%。其中純電動汽車產銷分別完成41.7萬輛和40.9萬輛，比上年同期分別增長63.9%和65.1%；插電式混合動力汽車產銷分別完成9.9萬輛和9.8萬輛，比上年同期分別增長15.7%和17.1%。而根據國務院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》，到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛、累計產銷量超過500萬輛，未來發(fā)展前景不可限量。

　　由于汽車動力電池的儲能限制，新能源汽車的車體輕量化程度將直接決定其續(xù)航里程。站在產業(yè)端看，雖然碳纖維復合材料兼顧了高強度與低重量的特點，被視為新能源車體的最佳材料，但考慮到新能源汽車的發(fā)展仍在初期推廣階段，碳纖維復合材料高昂的使用成本短期內不利于消費市場開拓，鋁合金車身仍將在未來競爭中長期占據主流。

　　各國交通法規(guī)對于降低汽車對行人碰撞傷害的要求也使汽車輕量化成為必要。從理論上說，汽車碰撞時的沖擊能量與汽車的質量成正比。在同等條件下汽車越輕，碰撞時產生沖擊能量越小，車身結構的變形、侵入量和乘員受到的沖擊加速度就越小，汽車對乘員的保護性能更佳。此外，汽車制動時所消耗能量也與汽車質量成正比，車重較輕的汽車剎車時對制動器消耗能量較小，制動減速效果好，制動距離更短，從而提升汽車主動安全性。因此無論從汽車被動安全性和主動安全性角度，合理的汽車輕量化都利于汽車安全性能的提升。

　　全球汽車鋁化趨勢明顯，國產車用鋁量提升空間巨大。實際上，海外汽車鋁擠壓材的應用已很普遍，在汽車車身系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等應用程度已很高，尤其是很多國家的熱交換系統(tǒng)鋁造比例已經達到100%。以北美為例，鋁材占汽車總量的比例從2006年的6.9%提高到了2009年的7.2%，2012年進一步提升至9%，預計2025年將提升至16%。中國汽車用鋁量比歐美要低很多，且擠壓材在國產汽車上的應用比較有限，以熱交換系統(tǒng)管路、底盤懸掛系統(tǒng)、導軌、車窗框架以及內部鑲飾件為主。

　　車身結構件、覆蓋件、安全件是下一步汽車鋁化的重點，鋁板材最受關注。從海外看，鋁合金在汽車上的應用日臻完善，發(fā)動機、變速箱、熱交換器等功能件的鋁化已基本完成，未來鋁化的重點是車身結構件、覆蓋件、安全件。從國內看，汽車功能件的鋁使用量與國外尚有差距；而在車身結構件和覆蓋件方面，國內技術起步晚，仍受制于鋁材塑性成型工藝的限制，發(fā)展空間極大。

　　除了汽車，另外一個不可忽視的領域是正處于爆發(fā)前夜的國產大飛機行業(yè)。

　　鋁材是民用航空器主導材料。

　　幾乎所有的鋁材(板、箔、管、棒、型、線、鍛件、壓鑄件、鑄件等)都在航空、航天器中獲得應用，其中使用最多的是板材和型材。根據統(tǒng)計，目前民用飛機的鋁化率約占75%，著名機型波音777客機鋁合金約占機體結構質量的70%。雖然近年來鈦、鎂、碳纖維復合材料等各種新型高性能輕量化材料不斷進入飛機制造領域，但鋁材仍然未來在飛機制造中占據較大比例。

　　2017年5月5日我國自主研發(fā)的大型客機C919在上海浦東國際機場順利起飛，這是中國首次按照國際標準研制、擁有自主知識產權的大型客機。至此，中國成為繼美國，歐盟，俄羅斯第四個有能力生產建造大型客機的國家。C919的試飛再一次吸引了全國人民的目光，同時必將提升國內鋁合金、鋁鋰合金材料在航空領域需求。

　　C919客機機頭、前機身、中央翼、中后機身等九大部段都由中航工業(yè)集團等國內航空工業(yè)企業(yè)制造，飛行控制系統(tǒng)、機輪剎車系統(tǒng)、輔助動力裝置和導航系統(tǒng)等由霍尼韋爾公司提供，發(fā)動機由美國通用電氣提供，采用了中國自主研發(fā)的超臨界機翼，提速省油，性能優(yōu)越。同時機身采用了大量的新型鋁合金、鋁鋰合金等新型材料，鋁鋰合金的應用更是達到國際先進水平，其中部分材料將來自于美國愛勵鋁業(yè)（Aleris），國內中國鋁業(yè)旗下西南鋁也參與供貨。

　　支線飛機方面，中國商飛公司自行研制的ARJ21-700客機選用了大量的符合國際先進標準的鋁合金材料，否則會影響民機在航線上使用，為此，為獲取適航證而制造的一些飛機的鋁材全部從美國鋁業(yè)公司等進口，該機的鋁化率約達75%，共用13種變形鋁合金。

　　國產飛機發(fā)展的初期階段為了保證快速獲得適航證以及性能的穩(wěn)定，進口鋁合金材料仍將占據不小比例，但考慮到國內研發(fā)力量的提高與生產技術的拓展，未來進口替代已是大勢所趨，前景廣闊。

　　鋁材同樣是海外客機的是首選用材。以空客A380為例，為了盡可能地降低最大起飛質量，飛機最大限度的地使用了鋁，采用質量占材料總采購量的78%，廣泛運用在客機機身的座位軌道、主艙地板粱、各種鑄造門、機身蒙皮等部分；以及機翼的桁條、機翼蒙皮、翼粱、外翼等部位。目前國內外主要大型客機的鋁化率約70-75%。所有鋁材（板、箔、管、棒、型、線、鍛件、壓鑄件、鑄件等)都在航空、航天器中獲得應用，但用得最多的是板材和型材。軋制板材使用率達到60%，擠壓型材約占28%。

　　2015年9月，中國商飛公司發(fā)布《2015-2034年民用飛機市場預測年報》。年報預測，未來二十年，全球航空旅客周轉量（RPK）將以平均每年4.7%的速度遞增,預計將有37049架新機交付，價值約48,235億美元（以2014年目錄價格為基礎），用于替代和支持機隊的發(fā)展。中國市場將接收50座以上客機6,218架，價值約8,037億美元（以2014年目錄價格為基礎），折合人民幣近5萬億元。其中，50座以上渦扇支線客機交付773架，價值347億美元；單通道噴氣客機4195架，價值3900億美元；雙通道噴氣客機1250架，價值3800億美元。