金屬材料的發(fā)展前景(1)

1、.金屬材料在未來設計中的地位與應用前景金屬材料在未來的地位當下社會，金屬材料在人類社會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、價格便宜、產量驚人，已經迅速崛起。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能源、資源和環(huán)境三方面造成的消耗很大。金屬材料經過數(shù)千年的發(fā)展，某些主要的金屬礦產資源日漸緊張、高質量的金屬礦產很快減少、低質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，同時也是嚴

2、重的環(huán)境污染者?；谝陨系脑颍饘俨牧系陌l(fā)展可以在以下兩個方面進行： 一是對已有的金屬材料要最大限度地提高它的質量，挖掘它的潛力，使其產生最大的效益。這要求金屬材料的制造技術要有飛躍性的進步。冶煉技術、爐外精煉技術鑄造技術、連鑄連軋技術、近終形加工成型技術、熱處理技術、粉末冶金技術等傳統(tǒng)工藝的改進，加上微量雜質的控制技術、微量元素的合金化技術、高純凈度低偏析技術等的發(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)良的物理性能和機械加工性能，豐富的蘊藏量，已經被業(yè)

3、內公認為最有前途的輕量化材料及21世紀的綠色金屬材料，未來幾十年內鎂將成為需求增長最快的有色金屬。 1、汽車、摩托車等交通類產品用鎂合金 世界各大汽車公司已經將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。在歐美國家中，各國的汽車廠商正極力爭取采用鎂合金零件的多少作為自身車輛領先的標志，大眾、奧迪、菲亞特汽車公司紛紛使用鎂合金。90年代初期，歐美小汽車上應用鎂合金的重量，平均每車約1公斤，至2000年已達到3.6公斤左右，目前歐美各主要車廠都在規(guī)劃在今后1520年的期間，將每車的鎂合金用量上升至100120公斤。行家預測，在未來的7-8年中，歐洲汽車用鎂將占總消耗量的14%，預計今后將以15%的速度遞增，2

4、005年將達到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，成為拉動全球鎂消耗量增加的另一重要因素。 3、其它應用領域鎂合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或國防領域。近幾年由于鎂合金生產能力和技術水平的提高，其生產成本已下降到與鋁合金相當?shù)某潭?，極大地刺激了其在民用領域的應用，如用做自行車架、輪椅、康復和醫(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、比強度高和耐蝕性好等優(yōu)良特性。隨著國民經濟及國防工業(yè)的發(fā)展，鈦日漸被人們普遍認識，廣泛地應用于汽車、電子、化工、航空、航天、兵器等領域。三、鋁及鋁合金鋁合金具有密度小、導熱性好、易于成形、價格低廉等優(yōu)

5、點，已廣泛應用于航空航天、交通運輸、輕工建材等部門，是輕合金中應用最廣、用量最多的合金。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和冶煉技術的突破，其性價比大為提高，目前交通運輸業(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用鋁合金是亞音速飛機的主要用材，目前民用飛機結構上的用量為70%80%，其中僅鋁合金鉚釘一項每架飛機就有40150萬個；據波音飛機公司的統(tǒng)計，制造各類民用飛機31.6萬架，共用鋁材7100千噸，平均每架用鋁22噸。鋁制零部件在先進軍用飛機中的比例雖低一些，但仍占其自身總質量的40%60%。據預測，2010年全球航空航天鋁材的消費量可達60萬噸，年平均增長率約為4.5%。鋁鋰合金具有

6、低密度、高比強度、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)的鋁合金可使構件質量減輕15%，剛度提高15%20%，被認為是航空航天工業(yè)中的理想結構材料。在航天領域，鋁鋰合金己在許多航天構件上取代了常規(guī)高強鋁合金。鋁鋰合金作為儲箱、儀器艙等結構材料具有較大優(yōu)勢。國外預測，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的重要結構材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結構材料外，還可以用作超塑性成型的預成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動機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用鋁及鋁合金是最早用于汽車制造的輕質金屬材料，也是工程材料中最經濟實用、最有競爭力的汽車用輕金屬材料，從生產成本、零件質量、材料利用率等方面看，具有多種優(yōu)勢。汽車用鋁合金材料的3/4為鑄造鋁合金，主要是發(fā)動機部件，傳動系部件，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。預計10年內95%的氣缸蓋和50%的轎車發(fā)動機氣缸體將用鋁合金制造，輕型貨車目標分別達到60%和25%水平。鋁基