金屬材料發(fā)展前景

1 前言

能源、信息、材料是社會(huì)發(fā)展的三大支柱，而材料又主要分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料，這其中金屬材料是人類歷史上系統(tǒng)的應(yīng)用研究時(shí)間最長(zhǎng)，在目前應(yīng)用也較為廣泛的一種重要材料。金屬材料在人類歷史上一直扮演著重要的角色，這是由其自身性質(zhì)決定的，金屬材料具有高彈性模量、高韌性和強(qiáng)度硬度較高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)金屬材料來源廣泛，種類繁多和加工技術(shù)相對(duì)成熟等優(yōu)異的特性，這些優(yōu)點(diǎn)都決定了金屬材料在材料領(lǐng)域中占有極其重要的地位。隨著現(xiàn)代金屬材料科學(xué)的不斷發(fā)展，金屬材料在機(jī)械制造業(yè)、國(guó)防領(lǐng)域、航空航天、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)資源、電子信息等領(lǐng)域，有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)。

2 .1 鋼鐵材料發(fā)展

鋼鐵材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，在整個(gè)材料大家庭中始終占據(jù)著重要的地位。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科技的更新，當(dāng)?shù)姆蓊~。未來不銹鋼的趨勢(shì)發(fā)展主要集中在加強(qiáng)發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)，使其能具有在特殊條件下使用的特殊性能不銹鋼，同時(shí)如何降低其研發(fā)生產(chǎn)成本，也是未來的一個(gè)方向。

此外，鋼鐵材料的新需求和新技術(shù)也在不斷地出現(xiàn)。特別是在能源工業(yè)、

交通運(yùn)輸、航空技術(shù)對(duì)新型鋼鐵材料的社會(huì)需求。由于要有新的產(chǎn)品產(chǎn)出，所以就會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)生新的技術(shù)。超純凈鋼生產(chǎn)工藝就是其中的一種 。隨著鋼鐵生產(chǎn)工藝的技術(shù)進(jìn)步與生產(chǎn)裝備的進(jìn)一步完善。對(duì)于連鑄質(zhì)量，圍繞無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)，重點(diǎn)解決以下技術(shù)困難：(1) 高碳鋼連鑄的中心偏析與疏松缺陷；(2) 包晶鋼、含Ti不銹鋼的表面質(zhì)量控制；(3) 卷渣造成的大型夾雜物控制技術(shù)；(4)鑄坯質(zhì)量的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)與表面修磨技術(shù)。實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，鋼鐵廠今后將會(huì)大力推廣并不斷優(yōu)化鐵水預(yù)處理、全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐吹煉、二次精煉、保護(hù)澆注和無缺陷連鑄等重大新工藝技術(shù)。高性能、高精度連軋工藝技術(shù)軋鋼工藝的發(fā)展主要圍繞“三高”技術(shù)開展：(1)高性能：通過采用控軋控冷(又稱形變熱機(jī)械處理)工藝，控制鋼材的組織結(jié)構(gòu)，提高鋼 共 5 頁

材的性能，特別是強(qiáng)度、韌性指標(biāo)；(2)高精度：除了精確控制軋材的尺寸精度外，進(jìn)一步減小長(zhǎng)型材的橢圓度和提高板材的板形控制精度及表面質(zhì)量；(3)高效率：包括進(jìn)一步提高連軋機(jī)的軋制速度和軋機(jī)作業(yè)率，大幅度提高連軋機(jī)組的生產(chǎn)效率。

2．2 有色金屬材料發(fā)展

隨著金屬材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有色金屬材料會(huì)逐步向性能高，精度高、能耗低向發(fā)展。目前有色金屬材料在性能上獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，我國(guó)的有色金屬材料行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展品種已較為齊全，工藝多樣化，已形成具有一定實(shí)力的完整工業(yè)體系。當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)、航天航空業(yè)、電子和電信行業(yè)等都在不斷的快速的發(fā)展之中，這就需要對(duì)有色金屬材料的強(qiáng)度、硬度、韌性、剛度、耐高溫性等指標(biāo)提出了更高的要求。未來有色金屬材料應(yīng)該在開發(fā)機(jī)械合金化、顆粒復(fù)合、表面處理技術(shù)等方向加快發(fā)展。不斷的提高有色金屬材料質(zhì)量、擴(kuò)大品種種類、完善有色金屬材料體系。有色金屬材料在周圍介質(zhì)作用下發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞稱為金屬材料的腐蝕，如銅發(fā)綠銹、鋁生自斑點(diǎn)等 除少數(shù)貴金屬(如金、鉑)外，各種金屬都是自發(fā)的存在腐蝕現(xiàn)象。為了防止和減輕金屬材料的腐蝕，應(yīng)采取一定的防腐措施。常用的防腐基本措施有化學(xué)保護(hù)層、表面覆蓋層、電化學(xué)保護(hù)、緩沖劑保護(hù)等。未來有色金屬材料在如何處理腐蝕與防護(hù)之間的關(guān)系是相關(guān)科技人員的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)要不斷的提高有色金屬材料的抗磨性能，研究材料耐磨性與內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和材料力學(xué)性能的關(guān)系：內(nèi)部晶界的結(jié)構(gòu)缺陷以及擴(kuò)散對(duì)金屬材料性能的影響。隨著現(xiàn)代化工、農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，有色金屬扮演著越來越重要的角色。

我國(guó)有色金屬工業(yè)固定資產(chǎn)投資正逐年增加，投資結(jié)構(gòu)正進(jìn)一步優(yōu)化。近幾年來，我國(guó)在有色金屬方面的投資正逐年增加，投資主體多元化成為推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展的重要因素。后期我國(guó)有色金屬的需求將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。據(jù)冶金行業(yè)統(tǒng)計(jì)，2017年，我國(guó)有色金屬產(chǎn)業(yè)呈平穩(wěn)較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2017年銅、鋁、鉛鋅、鈦、黃金、鎳等十種有色金屬總產(chǎn)量達(dá)3135萬t。其中規(guī)模以上有色金屬企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入27122．4億元，同比增長(zhǎng)45．1％，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)1145．5億元，同比增長(zhǎng)89．15％。

2．3 特殊金屬材料

在金屬材料未來的發(fā)展中，特殊金屬材料也是一個(gè)重點(diǎn)。如非晶態(tài)合金、超塑性合金、金屬基復(fù)合材料。非晶態(tài)金屬是一種“年輕”的金屬材料，從它誕生以來，就顯示出了巨大的潛能，人們不斷地發(fā)現(xiàn)它的各種奇異的、優(yōu)良的特性，非晶材料已被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、脈沖變壓器、磁頭、電源變壓器、磁放大器、電感器、焊料、漏電保護(hù)器、磁屏蔽、傳感器、電機(jī)、機(jī)器零件、設(shè)備面材等方面。最近，對(duì)非晶態(tài)金屬的性能和應(yīng)用的研究又有了新進(jìn)展。事實(shí)表明，這一充滿著活力的“年輕”合金是未來材料發(fā)展的方向之一。具有中國(guó)特色的非晶態(tài)合金科研開發(fā)和應(yīng)用體系。如今，中國(guó)的非晶態(tài)合金的科研開發(fā)和應(yīng)用能力已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，共取得100多項(xiàng)科研成果和2O多項(xiàng)專利。國(guó)家于1996年組建了非晶微晶合金工程技術(shù)研究中心，是國(guó)內(nèi)最早開發(fā)非晶納米晶合金的單位之一，承擔(dān)并完成了國(guó)家科委六五— — 九五科技攻關(guān)任務(wù)，共取得多項(xiàng)國(guó)家科研成果和專利。非晶帶材自動(dòng)卷取技術(shù)榮獲1988年國(guó)家十大科技新聞之一；中心現(xiàn)有7條非

《金屬材料發(fā)展前景》全文內(nèi)容當(dāng)前網(wǎng)頁未完全顯示，剩余內(nèi)容請(qǐng)?jiān)L問下一頁查看。

晶帶材生產(chǎn)線，可生產(chǎn)在200mm 以下不同規(guī)格的鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶帶材和鐵基納米晶帶材，年生產(chǎn)能力300噸以上；一條非晶納米晶鐵芯及元器件生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力達(dá)2O余萬只；已經(jīng)投入試生產(chǎn)的千噸級(jí)非晶帶材和配電變壓器鐵芯生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力將達(dá)到3000噸非晶帶材和200噸配電變壓器鐵芯。尤其值得一提的是，我國(guó)干2000年完成的千噸級(jí)非晶帶材生產(chǎn)線成功噴出了220ram 的非晶帶材(重量200余公斤，其表面質(zhì)量良好)。220ram 寬非晶帶材的噴制成功標(biāo)志著我國(guó)非晶工藝、裝備的技術(shù)水平前進(jìn)了一大步(目前美國(guó)生產(chǎn)的非晶帶材的最大寬度為217mm)。由于形成非晶態(tài)金屬的條件限制(需快速冷凝)，目前所生產(chǎn)的非晶合金基本都是帶材，這就大大地限制了非晶合金的應(yīng)用范圍。現(xiàn)在人們正致力于“大塊非晶”合金的研究和開發(fā)，并在非晶形成的機(jī)理方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步[3 ]：認(rèn)識(shí)到非晶形成的臨界條件不完全是冷卻速率本身，而是取決于下冷液達(dá)到亞穩(wěn)態(tài)的程度(可用過冷度ATx表征)，過冷度的大小衡量了非晶的形成能力，它與構(gòu)成合金的組成有關(guān)。根據(jù)這一觀點(diǎn)，只要合理地配制合金，就可以用相對(duì)較低的冷卻速率鑄造出具有較強(qiáng)形成能力的大塊非晶合金了[5 ]。如今采用吸鑄法已制備出直徑達(dá)30mm 的Zr基非晶合金L4j，而對(duì)Pd—Ni—Cu—P報(bào)道的尺寸已達(dá)72mm 。

社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。而所有的這些都與非晶態(tài)金屬的研發(fā)密不可分。雖然這類金屬材料發(fā)展較短，科學(xué)體系還不夠完善，但是由于其具有特殊的力學(xué)性能和原材料成本優(yōu)勢(shì)，這也是未來發(fā)展的一個(gè)重要方向。

2．4 未來的發(fā)展政策

完善科研體制。無論是政府部門還是科研單位都要對(duì)金屬材料發(fā)展的重要性有足夠的認(rèn)識(shí)。把科研、教學(xué)、生產(chǎn)相結(jié)合，既要重視尖端技術(shù)的發(fā)展，也不能忽視基礎(chǔ)的研究 在企業(yè)要加快新技術(shù)的應(yīng)用，淘汰落后的生產(chǎn)手段和制造設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，降低成本。金屬材料品種繁多，在未來的政策制定上要能夠突出其發(fā)展重點(diǎn)，能夠集中科研資源，重點(diǎn)突破金屬材料的回收再利用。另一個(gè)具有特殊社會(huì)效益和企業(yè)效益的是廢舊金屬的回收再利用問題，廢舊金屬回收最大的特點(diǎn)是金屬可以不斷地循環(huán)利用，比礦業(yè)采集和冶煉的金屬制成原材料成本低，而且分揀后的質(zhì)量是相同的。同時(shí)又能節(jié)約能源為社會(huì)和企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)又能帶來環(huán)境上的效益。未來金屬材料行業(yè)應(yīng)該大力支持廢舊金屬的回收再利用，用物理、化學(xué)等方法將鋼鐵、鋁、銅等金屬材料分別回收，重新再利用。

結(jié)語

在國(guó)家任何時(shí)期制定的重點(diǎn)支持行業(yè)中，金屬材料始終都是榜上有名，這也反映出了金屬材料對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)和工業(yè)安全的重要作用。在未來的發(fā)展中，金屬材料會(huì)向性能高、成本低、技術(shù)含量高等方向發(fā)展，并且隨著這種發(fā)展，整個(gè)金屬材料也將煥發(fā)出新的生命力。我們有理由相信，在相關(guān)科技工作者和政府部門的努力下金屬材料行業(yè)將會(huì)呈現(xiàn)更為繁榮的未來。

金屬材料的發(fā)展前景(1)2017-04-07 06:55 | #2樓

當(dāng)下社會(huì)，金屬材料在人類社會(huì)中的地位受到了前所未有的挑戰(zhàn)。一方面是高分子材料和陶瓷材料對(duì)傳統(tǒng)金屬材料造成沖擊。首先是高分子材料。高分子材料尤其是工程塑料，從性能到應(yīng)用的許多方面已能和傳統(tǒng)的金屬材料相抗衡，加上其原料豐富、價(jià)格便宜、產(chǎn)量驚人，已經(jīng)迅速崛起。其次是陶瓷材料，陶瓷材料在現(xiàn)代電子工業(yè)中占有異常重要的地位。另一方面金屬材料自身對(duì)能源、資源和環(huán)境三方面造成的消耗很大。金屬材料經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展，某些主要的金屬礦產(chǎn)資源日漸緊張、高質(zhì)量的金屬礦產(chǎn)很快減少、低質(zhì)量的礦物使能源消耗和成本增加，這些都使金屬工業(yè)成為能源的最重要消耗者，

同時(shí)也是嚴(yán)重的環(huán)境污染者。基于以上的原因，金屬材料的發(fā)展可以在以下兩個(gè)方面進(jìn)行：

一是對(duì)已有的金屬材料要最大限度地提高它的質(zhì)量，挖掘它的潛力，使其產(chǎn)生最大的效益。這要求金屬材料的制造技術(shù)要有飛躍性的進(jìn)步。冶煉技術(shù)、爐外精煉技術(shù)鑄造技術(shù)、連鑄連軋技術(shù)、近終形加工成型技術(shù)、熱處理技術(shù)、粉末冶金技術(shù)等傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)，加上微量雜質(zhì)的控制技術(shù)、微量元素的合金化技術(shù)、高純凈度低偏析技術(shù)等的發(fā)明，都使金屬材料煥發(fā)了第二春。

二是希望金屬材料能夠開拓出新的功能，以適應(yīng)更高的使用要求。如鈦合金的記性以及生物親和性等，都是傳統(tǒng)金屬材料在未來發(fā)展的新方向。

一、鎂及鎂合金

鎂由于優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，豐富的蘊(yùn)藏量，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為最有前途的輕量化材料及21世紀(jì)的綠色金屬材料，未來幾十年內(nèi)鎂將成為需求增長(zhǎng)最快的有色金屬。

1、汽車、摩托車等交通類產(chǎn)品用鎂合金

世界各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。在歐美國(guó)家中，各國(guó)的汽車廠商正極力爭(zhēng)取采用鎂合金零件的多少作為自身車輛領(lǐng)先的標(biāo)志，大眾、奧迪、菲亞特汽車公司紛紛使用鎂合金。90年代初期，歐美小汽車上應(yīng)用鎂合金的重量，平均每車約1公斤，至2000年已達(dá)到

3.6公斤左右，目前歐美各主要車廠都在規(guī)劃在今后15~20年的期間，將每車的鎂合金用量上升至100～120公斤。行家預(yù)測(cè)，在未來的7-8年中，歐洲汽車用鎂將占總消耗量的14%，預(yù)計(jì)今后將以15%的速度遞增，2017年將達(dá)到20萬噸。

2、電子及家電用鎂合金

近幾年電子信息行業(yè)鎂合金的消耗量急劇增加，成為拉動(dòng)全球鎂消耗量增加的另一重要因素。

3、其它應(yīng)用領(lǐng)域

鎂合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或國(guó)防領(lǐng)域。近幾年由于鎂合金生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的提高，其生產(chǎn)成本已下降到與鋁合金相當(dāng)?shù)某潭�，極大地刺激了其在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，如用做自行車架、輪椅、康復(fù)和醫(yī)療器械及健身器材。

二、鈦及鈦合金

鈦及鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高和耐蝕性好等優(yōu)良特性。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，鈦日漸被人們普遍認(rèn)識(shí)，廣泛地應(yīng)用于汽車、電子、化工、航空、航天、兵器等領(lǐng)域。

三、鋁及鋁合金

鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材等部門，是輕合金中應(yīng)用最廣、用量最多的合金。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和冶煉技術(shù)的突破，其性價(jià)比大為提高，目前交通運(yùn)輸業(yè)已成為鋁合金材料的第一大用戶。

1、鋁合金材料在航空航天中的應(yīng)用

鋁合金是亞音速飛機(jī)的主要用材，目前民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量為70%～80%，其中僅鋁合金鉚釘一項(xiàng)每架飛機(jī)就有40～150萬個(gè)；據(jù)波音飛機(jī)公司的統(tǒng)計(jì)，制造各類民用飛機(jī)31.6萬架，共用鋁材7100千噸，平均每架用鋁22噸。鋁制零部件在先進(jìn)軍用飛機(jī)中的比例雖低一些，但仍占其自身總質(zhì)量的40%～60%。據(jù)預(yù)測(cè)，2017年全球航空航天鋁材的消費(fèi)量可達(dá)60萬噸，年平均增長(zhǎng)率約為

4.5%。

鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常規(guī)的鋁合金可使構(gòu)件質(zhì)量減輕15%，剛度提高15%～20%，被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中的理想結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域，鋁鋰合金己在許多航天構(gòu)件上取代了常規(guī)高強(qiáng)鋁合金。鋁鋰合金作為儲(chǔ)箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)材料具有較大優(yōu)勢(shì)。

國(guó)外預(yù)測(cè)，含鈧鋁-鎂合金及其它系列的鋁合金有可能成為下一代飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結(jié)構(gòu)材料外，還可以用作超塑性成型的預(yù)成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等。

2、鋁合金在汽車中的應(yīng)用

鋁及鋁合金是最早用于汽車制造的輕質(zhì)金屬材料，也是工程材料中最經(jīng)濟(jì)實(shí)用、最有競(jìng)爭(zhēng)力的汽車用輕金屬材料，從生產(chǎn)成本、零件質(zhì)量、材料利用率等方面看，具有多種優(yōu)勢(shì)。

汽車用鋁合金材料的3/4為鑄造鋁合金，主要是發(fā)動(dòng)機(jī)部件，傳動(dòng)系部件，底盤行走系零部件。變形鋁合金主要用于熱交換器系統(tǒng)，車身系部件。預(yù)計(jì)10年內(nèi)95%的氣缸蓋和50%的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)氣

缸體將用鋁合金制造，輕型貨車目標(biāo)分別達(dá)到60%和25%水平。鋁基復(fù)合材料在某些范圍內(nèi)替代鋁合金、鋼和陶瓷等傳統(tǒng)的汽車材料，用于汽車關(guān)鍵零件，特別是高速運(yùn)動(dòng)零件，對(duì)減少質(zhì)量、減少運(yùn)動(dòng)慣性、降低油耗、改善排放和提高汽車綜合性能等具有非常積極的作用，在汽車領(lǐng)域有著良好前景。

【金屬材料發(fā)展前景】相關(guān)文章：

金屬材料的發(fā)展前景09-22

無機(jī)非金屬材料及其發(fā)展前景11-06

it行業(yè)的發(fā)展前景09-22

文秘發(fā)展前景09-22

文秘的發(fā)展前景06-06

廚師的發(fā)展前景09-22

現(xiàn)貨發(fā)展前景03-07

公司發(fā)展前景09-22

銷售人員的發(fā)展前景09-22

it行業(yè)發(fā)展前景分析09-22