有色金屬新材料是國民經濟、人民日常生活及國防工業(yè)、科學技術發(fā)展必不可少的基礎材料和重要的戰(zhàn)略物資。有色金屬的發(fā)展也已經越來越成熟，在加工和性能方面都有很大的突破，尤其是近的十年，我國與有色金屬對應的產業(yè)與產品規(guī)格等都有很大幅度的提升，不僅能夠滿足我國的基礎應用，還能夠對外出口。

√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、銅以及鎳等金屬或者是合金。有色金屬的純度對其耐腐蝕性有很大影響；在加入其它金屬之后，通常能夠增加有色金屬的機械性能，但是耐腐蝕性會下降；冷加工能夠提升有色金屬的強度，但是其塑性降低。

有色金屬主要分為四個類型 ：

01輕金屬，如鋁和鎂等，主要特點是在化學方面表現出活潑性質，而在物理方面表現出密度小的性質；

02重金屬，一般密度不低于 4.5g/m3 ，常見的有鋅、銅以及鉛等；

03貴金屬，貴金屬在地殼中的含量非常少，提取的難度非常高，因此價格也非常貴，所表現出的化學性質較穩(wěn)定，密度比較大，常見的有鉑、金以及銀；

04稀有金屬，在自然界中的分布和存儲量都非常少，并且是人類很少使用的元素；例如鉬、鍺、鎢以及鋰等。

此外，根據《新材料發(fā)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、高性能銅合金、鎂合金、鈦及鈦合金、稀有難熔金屬材料、貴金屬等，這些有色金屬材料支撐著交通領域工程的應用，應用案例如下：

鈦合金

航空航天用的新型低溫鈦合金

石化、核電等用耐蝕、抗輻射鈦合金

艦船及海洋工程用高強韌鈦合金

蒙皮用大型寬幅鈦及鈦合金板材

承力型大規(guī)格鈦合金棒材

鎂合金

航空航天用鎂合金鍛件、擠壓型材、板材

汽車輕量化用變形、鑄造鎂合金

鋁合金

鋁及鋁合金板、帶、箔材（平軋材）生產線、鋁合金型材生產用大型擠壓機、航空鋁材生產線：

高速鐵路車體用鋁合金

大型艦船運輸罐體用鋁合金

汽車輕量化用鋁合金

機身蒙皮用大規(guī)格鋁合金

航天用高性能鋁鋰合金

有色金屬產業(yè)應用案例

01輕合金材料

    隨著能源危機、環(huán)保問題的日益嚴峻，航空航天、軌道交通材料輕量化已成為關注的焦點。同時，制備高性能輕量化合金材料也成為材料領域的前沿科學熱點，也是我國制造產業(yè)領域的重大戰(zhàn)略需求。我國近年來雖然在髙性能輕量化合金材料的制備技術開發(fā)上取得了舉世矚目的進展，但在原創(chuàng)性技術方面，仍顯著落后于發(fā)達，許多領域仍受限于發(fā)達技術封鎖。尤其是，我國在高性能輕量化合金材料制備方面，缺乏熱力學、動力學理論和方法的突破與創(chuàng)新。

    針對我國輕合金產品結構低端、自主創(chuàng)新基礎薄弱、部分應用領域自主保障能力嚴重不足的現狀，聚焦民用飛機、海洋石油工程、乘用車等裝備的應用需求，攻克高性能輕合金材料設計、冶金質量及組織調控、殘余應力表征及控制以及產品一致性、穩(wěn)定性和可靠性控制等關鍵技術，需要開展以下研究內容：

大型客機用輕合金材料及其低成本制造技術；

航空航天用高強高韌輕合金新品種和制備技術；

海洋工程用高強耐蝕鈦合金/鋁合金新品種及制造技術；

汽車輕量化用高性能鋁/鎂合金及其加工材制造技術；

大規(guī)格輕合金材料的殘余應力表征及低殘余應力制造技術。

鈦及鈦合金的特性和應用領域

    鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬，強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金廣泛應用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等。鈦合金也應用在火箭、高速飛機的結構件。鈦及鈦合金以其優(yōu)良的性能，也使其成為應用在海陸空的三棲金屬。

我國新型鈦合金的開發(fā)與發(fā)展

鎂合金應用領域

    鎂基材料被譽為世紀富于開發(fā)和應用潛力的“綠色材料”被廣泛應用于航空航天、軍事、交通及3C產品等領域中。交通工具輕量化成為當今發(fā)展趨勢，鎂合金是實際應用中輕的金屬結構材料。非常適用于交通運輸領域，是生產重量輕、油耗低、環(huán)保的新一代交通工具的材料。

隨著節(jié)能減排的壓力增加、國防級別的提升和生活品質要求的提高，這些因素將為鎂產業(yè)未來的發(fā)展提供快速增加的市場需求。

鋁加工技術與產品

    “十三五”以來，我國鋁材生產能力和技術水平取得了巨大進步，2019 年鋁材產量達到 5.252×107 t，居世界。我國自主研發(fā)了 LC4、 LC9、LY12、2A12、2A16、7A04、7B04、7A50、 7B50 等系列鋁合金，建立了代、第二代、第三代鋁合金材料加工技術體系。近年來，我國自行研制的新型高強韌鑄造鋁合金、第三代鋁鋰合金、高性能鋁合金型材的性能均達到水平。在《變形鋁及鋁合金化學成分》（GB/T 3190—2020）中，近 10 年我國共增加了 29 個國產鋁合號。其中北京工業(yè)大學在掌握了含鉺彌散強化鋁合金的制備和加工技術，研發(fā)的含鉺 5E83 鋁合金冷軋板、5E06 鋁合金熱軋板、熱擠壓壁板等 5 個合號列入標準，在國防及汽車等領域獲得重要應用，部分品種替代了進口產品。

    在汽車領域，我國的鋁合金汽車板已初具規(guī)模化生產能力，但成熟產品6016 與 5182 牌號，其他牌號仍未具備批量供貨能力。近年來，中國鋁業(yè)集團有限公司在汽車輕量化領域取得了一定的成果，開發(fā)了汽車用 6016、6014、5182、5754 合金，并在吉利汽車、海馬汽車制造中實現小批量應用。

    在船舶領域，我國近些年來開發(fā)的可以商業(yè)化應用的船用鋁合金板材/型材為5083、6061、6082 鋁合金，隨著深藍戰(zhàn)略的實施，中國已開始建造自己的郵輪、“海上牧場”、鉆井平臺、發(fā)電站、直升機平臺，招商局集團有限公司的艘極地號郵輪已交付使用。船體其他部位以及符合我國海洋與河流環(huán)境的鋁合金材料開發(fā)仍存在大量空白，尚需多領域、多學科交叉合作。

新一代飛機機體大型整體式結構件

    大型整體式結構件取代由多個散件拼裝而成的組合式構件，可實現減重 15-20%，可靠性也大幅提高。但大型整體式結構件的制造，需要超大 厚度的鋁合金/鈦合金鍛件、厚板等。但需攻克合金體系、制品表層與芯 部加工組織差異性、淬火敏感性、大尺寸零部件加工裝備和加工方式等關鍵技術。