有(you)(you)色金屬新材(cai)料是(shi)國(guo)民經濟(ji)、人(ren)民日常(chang)生活及國(guo)防(fang)工業、科學技術(shu)發(fa)展(zhan)必不可(ke)少的(de)(de)基礎材(cai)料和重要的(de)(de)戰略(lve)物資。有(you)(you)色金屬的(de)(de)發(fa)展(zhan)也已經越(yue)來(lai)越(yue)成熟，在(zai)加工和性能(neng)方面都(dou)有(you)(you)很大的(de)(de)突(tu)破(po)，尤(you)其是(shi)近的(de)(de)十年，我國(guo)與有(you)(you)色金屬對應的(de)(de)產業與產品規格等都(dou)有(you)(you)很大幅度的(de)(de)提升，不僅能(neng)夠滿足我國(guo)的(de)(de)基礎應用，還(huan)能(neng)夠對外出口。

√有色金屬簡述

有色金屬也就是非鐵金屬，狹義上的有色金屬是指錳、鐵和鉻以外的金屬總稱；廣義上的有色金屬包括有色合金，而有色合金則是將有色金屬作為基體，并向其中加入一種或是幾種金屬元素合金。有色金屬材料屬于金屬材料，主要包括鉛、鋁(lv)、銅以及鎳等金(jin)(jin)屬(shu)或者是(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)。有色(se)(se)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)純度對其耐(nai)腐蝕(shi)性有很(hen)大影響；在加(jia)入其它(ta)金(jin)(jin)屬(shu)之后，通常能夠(gou)(gou)增加(jia)有色(se)(se)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)機(ji)械性能，但是(shi)(shi)耐(nai)腐蝕(shi)性會(hui)下降；冷加(jia)工能夠(gou)(gou)提(ti)升有色(se)(se)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)強度，但是(shi)(shi)其塑性降低。

有色金屬主要分(fen)為(wei)四(si)個類型(xing) ：

01輕金屬，如(ru)鋁和鎂等，主要特點是在化學方面(mian)表(biao)現出(chu)活潑性質，而(er)在物理方面(mian)表(biao)現出(chu)密度小的性質；

02重金(jin)屬，一般密度不低(di)于(yu) 4.5g/m3 ，常見的有鋅、銅以及鉛等；

03貴金(jin)屬(shu)(shu)，貴金(jin)屬(shu)(shu)在地殼中(zhong)的(de)(de)含(han)量(liang)非常(chang)(chang)少，提取的(de)(de)難度(du)非常(chang)(chang)高，因(yin)此價(jia)格也(ye)非常(chang)(chang)貴，所表(biao)現出的(de)(de)化學性質(zhi)較穩定，密(mi)度(du)比較大，常(chang)(chang)見的(de)(de)有(you)鉑、金(jin)以(yi)及銀；

04稀有金屬，在自(zi)然(ran)界中的分布和存(cun)儲量都非常少(shao)，并(bing)且是人(ren)類很(hen)少(shao)使用的元素(su)；例如鉬、鍺(zang)、鎢(wu)以及鋰等(deng)。

此外，根據《新材料發展指南》劃分出的有色金屬材料，則主要包括括高性能鋁合金、高性能銅(tong)合金(jin)、鎂合金(jin)、鈦及鈦合金(jin)、稀(xi)有(you)難熔金(jin)屬材料(liao)、貴金(jin)屬等，這些有(you)色(se)金(jin)屬材料(liao)支撐著(zhu)交通(tong)領域工程的應用，應用案(an)例如下：

鈦合金

航空航天用的(de)新型低(di)溫鈦合金

石化、核(he)電等用耐蝕、抗輻射(she)鈦(tai)合金

艦(jian)船及海洋工程(cheng)用高強韌鈦合金

蒙皮用大型寬(kuan)幅鈦(tai)及鈦(tai)合(he)金板材(cai)

承力型大規格鈦合金棒材

鎂合金

航空(kong)航天用鎂(mei)合金鍛件、擠壓型材、板材

汽車輕(qing)量化用(yong)變(bian)形、鑄(zhu)造鎂合金

鋁合金

鋁及鋁合金板(ban)、帶、箔材(cai)（平(ping)軋材(cai)）生產線(xian)、鋁合金型(xing)材(cai)生產用大型(xing)擠壓機、航(hang)空鋁材(cai)生產線(xian)：

高速鐵路車(che)體(ti)用鋁合(he)金

大型艦船運輸罐體用鋁合(he)金

汽車輕量化用鋁合金

機身蒙皮用大(da)規格鋁(lv)合金

航(hang)天用(yong)高性能(neng)鋁鋰合金

有色金屬產(chan)業(ye)應(ying)用(yong)案(an)例

01輕合金材料

    隨著能(neng)(neng)源危(wei)機(ji)、環(huan)保問(wen)題的日益嚴峻，航空航天、軌道交通(tong)材料(liao)輕(qing)(qing)量(liang)化(hua)(hua)已成為(wei)(wei)關注的焦點。同時，制(zhi)備(bei)高(gao)性能(neng)(neng)輕(qing)(qing)量(liang)化(hua)(hua)合金(jin)(jin)材料(liao)也成為(wei)(wei)材料(liao)領(ling)(ling)域的前(qian)沿科學(xue)熱點，也是我(wo)國制(zhi)造產業領(ling)(ling)域的重大戰略需求。我(wo)國近(jin)年(nian)來雖然(ran)在(zai)髙性能(neng)(neng)輕(qing)(qing)量(liang)化(hua)(hua)合金(jin)(jin)材料(liao)的制(zhi)備(bei)技(ji)術(shu)開發上(shang)取得了舉(ju)世矚目的進展，但在(zai)原創性技(ji)術(shu)方面(mian)，仍顯著落后于發達(da)，許多領(ling)(ling)域仍受限于發達(da)技(ji)術(shu)封鎖(suo)。尤其是，我(wo)國在(zai)高(gao)性能(neng)(neng)輕(qing)(qing)量(liang)化(hua)(hua)合金(jin)(jin)材料(liao)制(zhi)備(bei)方面(mian)，缺乏熱力(li)(li)學(xue)、動力(li)(li)學(xue)理論和方法的突破與創新。

    針(zhen)對我國輕合金(jin)產(chan)品結構低端、自(zi)主創新基礎(chu)薄弱、部分應用(yong)(yong)領域自(zi)主保(bao)障能力嚴重不足的現狀，聚焦民用(yong)(yong)飛機(ji)、海洋石油(you)工程、乘(cheng)用(yong)(yong)車(che)等裝(zhuang)備(bei)的應用(yong)(yong)需求，攻克高性(xing)(xing)能輕合金(jin)材料設計、冶(ye)金(jin)質量及組(zu)織調控、殘余應力表(biao)征(zheng)及控制以(yi)(yi)及產(chan)品一致(zhi)性(xing)(xing)、穩定性(xing)(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)(xing)控制等關(guan)鍵(jian)技(ji)術，需要開展(zhan)以(yi)(yi)下研(yan)究內容：

大(da)型客(ke)機用輕合金材(cai)料(liao)及其低成(cheng)本制造技術；

航空(kong)航天用高強(qiang)高韌輕合金新品(pin)種和制備技(ji)術；

海(hai)洋(yang)工程用(yong)高強耐蝕鈦合(he)金/鋁合(he)金新品種及制(zhi)造(zao)技術；

汽車輕(qing)量化用高性(xing)能鋁/鎂合金(jin)及(ji)其(qi)加(jia)工材制造技術；

大規格輕合金(jin)材料(liao)的(de)殘余(yu)應力表征及(ji)低殘余(yu)應力制造技(ji)術(shu)。

鈦及鈦合金的特性(xing)和應用領域

    鈦(tai)合(he)金指的(de)(de)(de)是多種(zhong)用鈦(tai)與其(qi)他金屬制成的(de)(de)(de)合(he)金金屬，強度高、耐蝕性(xing)(xing)好(hao)、耐熱(re)性(xing)(xing)高。鈦(tai)合(he)金廣泛(fan)應(ying)用于制作(zuo)飛(fei)機發動機壓(ya)氣機部件、骨架、蒙皮、緊固件及(ji)起落架等。鈦(tai)合(he)金也(ye)應(ying)用在火箭、高速(su)飛(fei)機的(de)(de)(de)結構件。鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金以其(qi)優良的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能，也(ye)使其(qi)成為應(ying)用在海陸空的(de)(de)(de)三棲金屬。

我(wo)國新型鈦合金的開發(fa)與發(fa)展

鎂合金應用領域

    鎂(mei)基(ji)材(cai)料被譽為(wei)世紀富(fu)于開發和應(ying)用潛力的“綠(lv)色材(cai)料”被廣(guang)泛(fan)應(ying)用于航空航天(tian)、軍事(shi)、交(jiao)通及3C產品(pin)等領域(yu)中。交(jiao)通工(gong)(gong)具(ju)輕(qing)量化成為(wei)當今(jin)發展趨勢，鎂(mei)合金是實際(ji)應(ying)用中輕(qing)的金屬結構(gou)材(cai)料。非(fei)常適用于交(jiao)通運輸領域(yu)，是生產重量輕(qing)、油耗(hao)低、環保的新(xin)一(yi)代交(jiao)通工(gong)(gong)具(ju)的材(cai)料。

隨著(zhu)節能減(jian)排(pai)的(de)(de)壓(ya)力增(zeng)加、國防級別的(de)(de)提(ti)升和生(sheng)活品質(zhi)要求的(de)(de)提(ti)高，這些因素將為鎂(mei)產業未來的(de)(de)發(fa)展提(ti)供快(kuai)速增(zeng)加的(de)(de)市場需(xu)求。

鋁加工技術與產品

    “十三(san)五”以來，我(wo)(wo)國(guo)(guo)鋁(lv)材生產(chan)能(neng)力和技(ji)術(shu)水(shui)平取得了巨大(da)進步，2019 年鋁(lv)材產(chan)量達到 5.252×107 t，居世界。我(wo)(wo)國(guo)(guo)自主(zhu)研發了 LC4、 LC9、LY12、2A12、2A16、7A04、7B04、7A50、 7B50 等系列鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，建立了代、第二代、第三(san)代鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)材料加(jia)工技(ji)術(shu)體(ti)系。近年來，我(wo)(wo)國(guo)(guo)自行研制(zhi)的(de)新型(xing)高(gao)(gao)強韌(ren)鑄造鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、第三(san)代鋁(lv)鋰合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、高(gao)(gao)性能(neng)鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)型(xing)材的(de)性能(neng)均達到水(shui)平。在《變形(xing)鋁(lv)及(ji)鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)學成分(fen)》（GB/T 3190—2020）中，近 10 年我(wo)(wo)國(guo)(guo)共增加(jia)了 29 個國(guo)(guo)產(chan)鋁(lv)合(he)(he)(he)號。其中北京(jing)工業大(da)學在掌握了含鉺彌(mi)散強化(hua)鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)制(zhi)備和加(jia)工技(ji)術(shu)，研發的(de)含鉺 5E83 鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)冷軋(ya)板(ban)(ban)(ban)、5E06 鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)熱軋(ya)板(ban)(ban)(ban)、熱擠壓壁板(ban)(ban)(ban)等 5 個合(he)(he)(he)號列入標準，在國(guo)(guo)防及(ji)汽車等領域獲(huo)得重要(yao)應用，部分(fen)品種替代了進口產(chan)品。

    在汽(qi)車領(ling)域(yu)，我國的鋁合金汽(qi)車板已初(chu)具(ju)規(gui)模化生產(chan)能力，但成(cheng)熟產(chan)品(pin)6016 與 5182 牌號，其他牌號仍(reng)未具(ju)備(bei)批量(liang)供貨能力。近(jin)年來，中(zhong)國鋁業集團有(you)限(xian)公司在汽(qi)車輕量(liang)化領(ling)域(yu)取得了一定的成(cheng)果，開發了汽(qi)車用 6016、6014、5182、5754 合金，并(bing)在吉利汽(qi)車、海(hai)馬汽(qi)車制造中(zhong)實現小批量(liang)應(ying)用。

    在船(chuan)舶領域，我國近些年(nian)來開發(fa)的可以商業化(hua)應用(yong)的船(chuan)用(yong)鋁(lv)合金(jin)板材/型材為5083、6061、6082 鋁(lv)合金(jin)，隨著深藍戰略(lve)的實施(shi)，中國已開始建造自己的郵輪、“海上牧場”、鉆(zhan)井平(ping)(ping)臺、發(fa)電站、直升(sheng)機平(ping)(ping)臺，招商局集團有限公司的艘極地號郵輪已交付使用(yong)。船(chuan)體其他部位以及符合我國海洋與河(he)流環境的鋁(lv)合金(jin)材料(liao)開發(fa)仍(reng)存在大量空白，尚需多(duo)(duo)領域、多(duo)(duo)學科交叉合作。

新一代飛機機體(ti)大型整體(ti)式結構件

    大型整(zheng)(zheng)體式(shi)結構件取(qu)代由多個散件拼裝(zhuang)而成的組合(he)(he)(he)(he)式(shi)構件，可(ke)實現減(jian)重 15-20%，可(ke)靠性也大幅提高。但(dan)大型整(zheng)(zheng)體式(shi)結構件的制造，需(xu)要超(chao)大 厚度的鋁合(he)(he)(he)(he)金/鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金鍛件、厚板等(deng)。但(dan)需(xu)攻克合(he)(he)(he)(he)金體系(xi)、制品表(biao)層與(yu)芯 部(bu)加(jia)工組織差異性、淬火敏(min)感性、大尺寸零部(bu)件加(jia)工裝(zhuang)備和加(jia)工方(fang)式(shi)等(deng)關鍵技術。