鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要.doc

鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要編者按：2014年6月21日，經(jīng)中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“全國(guó)鑄造學(xué)會(huì)”）第九屆理事會(huì)第三次理事長(zhǎng)工作會(huì)議討論研究，決定編制鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（以下簡(jiǎn)稱“綱要”）。全國(guó)鑄造學(xué)會(huì)秘書處確定了綱要的“編制路線”和編制時(shí)間進(jìn)度，并成立了“專家咨詢委員會(huì)”和“編制工作委員會(huì)”。綱要編制工作會(huì)議于2014年9月27日在西安召開，確定了綱要編制的涵蓋專業(yè)領(lǐng)域分類和工作分工、內(nèi)容及編寫規(guī)范、工作進(jìn)度安排。綱要審查會(huì)于2015年5月17日在沈陽(yáng)召開，對(duì)綱要每個(gè)專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行了認(rèn)真、嚴(yán)格的審查，提出了有針對(duì)性的修改和補(bǔ)充意見。綱要審定會(huì)于2015年10月25日在長(zhǎng)沙召開，審議通過了修改后的綱要。綱要的有關(guān)內(nèi)容作為上報(bào)材料的重要組成部分已先后提交至中國(guó)工程院和工信部。綱要作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展專題規(guī)劃，納入由中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)組織編制的鑄造行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃建議。綱要由18個(gè)部分組成：鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金、鑄造金屬基復(fù)合材料、鑄造耐磨材料、快速鑄造、熔模鑄造、壓鑄、反重力鑄造、擠壓鑄造、消失模鑄造、數(shù)值模擬、網(wǎng)絡(luò)制造、造型材料、鑄造裝備與檢測(cè)技術(shù)、環(huán)保與安全、汽車鑄件、鑄造標(biāo)準(zhǔn)。在中國(guó)制造2025十大重點(diǎn)領(lǐng)域中，有8個(gè)領(lǐng)域與鑄造密切相關(guān)，甚至有些領(lǐng)域鑄造技術(shù)作為發(fā)展瓶頸，大部分領(lǐng)域都對(duì)鑄造技術(shù)有強(qiáng)烈的需求，或者需要鑄造技術(shù)和鑄造產(chǎn)品進(jìn)行支撐。綱要作為鑄造行業(yè)技術(shù)發(fā)展指導(dǎo)性的文件，在政策層面，向政府提出了建設(shè)性的建議；在技術(shù)發(fā)展層面，對(duì)各個(gè)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域提出了重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目及關(guān)鍵技術(shù)。綱要具有全局性、戰(zhàn)略性和前瞻性。為了充分發(fā)揮綱要的指導(dǎo)作用，擴(kuò)大綱要在鑄造行業(yè)技術(shù)發(fā)展方面的影響，在全國(guó)鑄造學(xué)會(huì)第九屆理事會(huì)第四次理事長(zhǎng)工作會(huì)議上決定將綱要在鑄造雜志上全文刊登。本刊在本期刊登綱要全文，以饋廣大讀者。44鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì) 編制）引言“十二五”期間，我國(guó)在鑄造技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)進(jìn)步等方面取得了顯著成果。2014年我國(guó)鑄件總產(chǎn)量達(dá)到4620萬噸，較2013年的4450萬噸增長(zhǎng)了3.8%，連續(xù)15年位居世界鑄件產(chǎn)量第一大國(guó)。但是仍未解決我國(guó)鑄造行業(yè)“大而不強(qiáng)”的問題，一方面在大量出口低端鑄件的同時(shí)，仍需要進(jìn)口大量高端鑄件產(chǎn)品；另一方面在國(guó)防和國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)急需的重大技術(shù)裝備的研發(fā)過程中，由于國(guó)外技術(shù)封鎖，關(guān)鍵鑄件常常成為制約相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸?！笆濉睍r(shí)期是深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵時(shí)期。對(duì)于在裝備制造業(yè)中發(fā)揮重要作用的鑄造業(yè)，是科技提升、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要機(jī)遇期。為了清晰認(rèn)識(shí)國(guó)際鑄造科技發(fā)展大勢(shì)，規(guī)劃鑄造技術(shù)發(fā)展方向，根據(jù)國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）、國(guó)家“十三五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃和中國(guó)制造2025提出的目標(biāo)和任務(wù)，結(jié)合我國(guó)鑄造行業(yè)科技發(fā)展實(shí)際，編制了鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（以下簡(jiǎn)稱綱要）。綱要由18個(gè)部分組成：鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金、鑄造金屬基復(fù)合材料、鑄造耐磨材料、快速鑄造、熔模鑄造、壓鑄、反重力鑄造、擠壓鑄造、消失模鑄造、數(shù)值模擬、網(wǎng)絡(luò)制造、造型材料、鑄造裝備與檢測(cè)技術(shù)、環(huán)保與安全、汽車鑄件、鑄造標(biāo)準(zhǔn)。其中綱要中的13個(gè)領(lǐng)域的規(guī)劃內(nèi)容涉及到中國(guó)制造2025全部五個(gè)重大工程，覆蓋了高端裝備創(chuàng)新工程10大領(lǐng)域中的8個(gè)領(lǐng)域。綱要結(jié)合國(guó)內(nèi)外鑄造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合發(fā)展熱點(diǎn)問題和中國(guó)鑄造技術(shù)發(fā)展需求，指出了發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)，提出了重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目及關(guān)鍵技術(shù)。綱要突出了戰(zhàn)略性和宏觀性，具有針對(duì)性和可操作性，可作為中國(guó)鑄造行業(yè)20162020年鑄造技術(shù)發(fā)展的指南。第1章 鑄鋼1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)目前我國(guó)小型批量鑄件已普遍采用造型線生產(chǎn)，并初步具備以典型產(chǎn)品為核心的質(zhì)量技術(shù)體系。但生產(chǎn)線主要設(shè)備制造水平偏低，生產(chǎn)線先進(jìn)程度及技術(shù)含量有待提高。我國(guó)鑄鋼市場(chǎng)也是產(chǎn)能過剩，由于受到勞動(dòng)力、廢鋼和造型材料價(jià)格上升而鑄件價(jià)格反而回落的影響，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，許多中小企業(yè)步履艱難，面臨重新洗牌局面。1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（1）完全的爐前快速檢測(cè)，成分波動(dòng)少，檢測(cè)儀器性能穩(wěn)定；（2）很多企業(yè)采用精煉手段，并在鑄型上采用過濾網(wǎng)，保證鋼液純凈度；（3）發(fā)達(dá)國(guó)家大批量生產(chǎn)的中、小型鑄件的鑄型，大多采用高緊實(shí)率的高壓、高速、射壓等高效流水線，采用樹脂砂制芯，造型設(shè)備數(shù)控化率較高；（4）發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用CAD、CAM等軟件的集成技術(shù)，基本全部采用工藝模擬，工藝數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)很好應(yīng)用；（5）鑄造原、輔材料質(zhì)量和品種以及社會(huì)化、專業(yè)化、商品化供應(yīng)方面已經(jīng)日臻成熟；（6）工業(yè)CT設(shè)備等先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備逐步應(yīng)用到產(chǎn)品檢測(cè)中；（7）大型鑄鋼件的冶金技術(shù)在向高純度鋼液技術(shù)發(fā)展，成分均勻性、內(nèi)部缺陷、尺寸精準(zhǔn)度等控制技術(shù)仍優(yōu)于國(guó)內(nèi)。1.3 國(guó)內(nèi)外的差距與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)大型鑄鋼件生產(chǎn)在產(chǎn)品品種、工藝水平、質(zhì)量等級(jí)以及制造裝備等整體水平方面均存在著較大差距。在大型核電設(shè)備中，主泵、核電汽輪機(jī)缸體等大型鑄鋼件多采用不銹鋼材料，其質(zhì)量要求極高，我國(guó)尚未掌握自主生產(chǎn)技術(shù)，基本依賴進(jìn)口。1.4 問題分析與解決思路針對(duì)國(guó)內(nèi)外差距情況，問題主要在我國(guó)工程化數(shù)據(jù)薄弱，例如：數(shù)值模擬雖然在鑄造行業(yè)應(yīng)用多年，但是一些核心算法以及工程參數(shù)還不夠精細(xì)，造成分析結(jié)果不能準(zhǔn)確指導(dǎo)生產(chǎn)。在某些高端鑄件熔煉過程中針對(duì)有害元素及成分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)優(yōu)化問題工程數(shù)據(jù)缺乏。未建立起以服役條件為指導(dǎo)的質(zhì)量及制造體系。針對(duì)核電、燃機(jī)等領(lǐng)域用高端鑄件，建立以高端質(zhì)量為核心的研發(fā)及生產(chǎn)體系并形成數(shù)據(jù)積累機(jī)制以指導(dǎo)未來部件設(shè)計(jì)及制造，強(qiáng)化基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)積累及相關(guān)技術(shù)固化并在行業(yè)內(nèi)推廣。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加高端鑄件在整個(gè)鑄鋼行業(yè)的比重，轉(zhuǎn)型升級(jí)或淘汰落后、污染嚴(yán)重、技術(shù)含量低的企業(yè)。2 發(fā)展目標(biāo)提高我國(guó)高端鑄件生產(chǎn)水平、增加基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。（1）小件生產(chǎn)技術(shù)集成化，生產(chǎn)規(guī)?；?；（2）造型技術(shù)多樣化；（3）鑄造用砂高溫化；（4）粘結(jié)材料化學(xué)化、自硬化、無毒化；（5）鑄件本體材料合金化；（6）冶煉技術(shù)精煉化；（7）工藝設(shè)計(jì)模擬化；（8）熱處理技術(shù)智能化；（9）鑄鋼檢測(cè)技術(shù)可視化；（10）大型鑄鋼件生產(chǎn)技術(shù)高端化。3 發(fā)展重點(diǎn)3.1 技術(shù)路線分別從鑄鋼件開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域、熔煉與鑄造領(lǐng)域、熱處理領(lǐng)域、裝備制造領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)領(lǐng)域開展工作，構(gòu)成合理技術(shù)路線。3.2 技術(shù)研究（1）海洋工程用耐海水腐蝕雙向鑄造不銹鋼材料；（2）開展更多鑄造雙相不銹鋼牌號(hào)在艦船上的應(yīng)用研究；（3）特大型合金鋼鑄錠的純凈、致密、均質(zhì)鑄造技術(shù)；（4）超臨界、超超臨界蒸汽輪機(jī)高合金耐熱鋼鑄件，百萬千瓦水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪不銹鋼鑄件，第三代核電技術(shù)常規(guī)島汽輪機(jī)組高合金鋼鑄件，海洋石油鉆井平臺(tái)、橋梁等重大工程配套鑄鋼件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化；（5）ZG1Cr10MoNiWVNbN等高合金耐熱鋼材料和C460等低溫用鑄鋼材料工藝研究；（6）大型鑄鋼件砂型（芯）的快速、低成本成形技術(shù)研究；（7）節(jié)能降耗、再生和綜合利用技術(shù)研究；（8）大型鑄鋼件智能鑄造工廠；（9）大型曲面等異形件電渣熔鑄成形技術(shù)；（10）非均質(zhì)砂型3D打印設(shè)備及工藝研究。3.2.1 共性技術(shù)研究主要包括：金屬材料冶煉技術(shù)，鑄造工藝，熱處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，微合金化技術(shù)。特大型合金鋼錠的純凈、致密、均質(zhì)制造技術(shù)，曲面異形件電渣熔鑄成形技術(shù)、大型冶金軋輥復(fù)合成形技術(shù)、非均質(zhì)砂型3D打印工藝技術(shù)。3.2.2 關(guān)鍵技術(shù)研究高效率、高適應(yīng)性、高純凈度鋼液精煉技術(shù)和智能化AOD精煉系統(tǒng)；高效、節(jié)能、環(huán)保的鑄件熱處理及后處理技術(shù)和自動(dòng)化系列裝備；大型鑄鋼件3D無模造型技術(shù)及裝備；高溫合金燃?xì)廨啓C(jī)葉片精鑄芯殼制造技術(shù)與凝固梯度控制技術(shù)；大型二維電渣板坯制造技術(shù)；高品質(zhì)大型冶金軋輥制造技術(shù)。4 重點(diǎn)項(xiàng)目4.1 工程目標(biāo)水電、核電、冶金軋機(jī)、超超臨界燃煤、大型船舶（含軍用艦船）、大型冶金設(shè)備、高速機(jī)車等。4.2 工程內(nèi)容第二代半到第三代核電項(xiàng)目配套常規(guī)島汽缸、閥體、隔板等大型鑄鋼件，AP1000、CAP1400、CAP1700裝備國(guó)產(chǎn)化；單機(jī)容量在70100萬千瓦大型水輪機(jī)組烏冬德、白鶴灘等發(fā)電設(shè)備配套葉片、上冠、下環(huán)等不銹鋼鑄件；超臨界、超超臨界電廠建設(shè)項(xiàng)目配套低合金鋼外缸和高合金耐熱鋼閥門及內(nèi)缸鑄件；大型橋梁、石油鉆井平臺(tái)、礦場(chǎng)建設(shè)等工程項(xiàng)目配套機(jī)架、殼體、端蓋等大型碳鋼鑄件；大功率船用發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備配套鑄鋼件；高鐵用高速大功率機(jī)車鑄鋼件。5 政策建議建議在鋼液冶金質(zhì)量提升、新型造型材料應(yīng)用、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、綠色制造等幾大領(lǐng)域給予支持，對(duì)某些高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)以高端鑄造方法代替鍛造及其他制造方法的工程化評(píng)價(jià)給予支持。第2章 鑄鐵1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鑄鐵量大面廣，企業(yè)近2萬家，2014年我國(guó)鑄鐵件產(chǎn)量為3380萬噸（其中，灰鑄鐵2080萬噸，球墨鑄鐵1240萬噸，可鍛鑄鐵60萬噸），占當(dāng)年鑄件總產(chǎn)量4620萬噸的73.2%；球墨鑄鐵在鑄件中所占的比重由2004年的25%增至2014年的26.8%，球墨鑄鐵與灰鑄鐵的比例由0.497上升到0.596。我國(guó)鑄鐵行業(yè)在原輔材料、工藝裝備、生產(chǎn)技術(shù)、檢測(cè)控制等方面均已具備生產(chǎn)高端鑄鐵件的能力。（1）質(zhì)量控制和檢測(cè)（特別是在線檢測(cè)）水平穩(wěn)步提升；（2）原輔材料供應(yīng)品種和質(zhì)量有了很大改善；（3）計(jì)算機(jī)CAD、CAM、CAE和爐前熱分析等技術(shù)手段日益受到重視，應(yīng)用逐步增加；（4）部分骨干企業(yè)的規(guī)模、裝備和技術(shù)水平已達(dá)到世界一流水平，并在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得明顯優(yōu)勢(shì)；（5）部分產(chǎn)品的性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平；（6）高鐵機(jī)車轉(zhuǎn)向架軸箱、變速箱、電機(jī)殼等零件，風(fēng)電輪轂、底座和數(shù)控機(jī)床橫梁等關(guān)鍵零部件已批量生產(chǎn)和應(yīng)用；（7）年產(chǎn)鑄鐵件萬噸以上、生產(chǎn)設(shè)備較先進(jìn)、質(zhì)量較穩(wěn)定的廠已達(dá)上百家，多采用電爐或沖天爐-電爐雙聯(lián)熔煉，配有爐前氮?dú)溲鯗y(cè)定儀、真空直讀光譜儀和掃描電鏡等先進(jìn)的設(shè)備和檢測(cè)手段；（8）一大批企業(yè)使用了國(guó)際水平的熔化、造型和檢測(cè)設(shè)備。1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的鑄件產(chǎn)量已從金融危機(jī)中恢復(fù)過來，鑄造廠的任務(wù)飽滿，生產(chǎn)規(guī)模和專業(yè)化程度高，鑄件綜合質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好。主要表現(xiàn)在：（1）普遍采用CAD/CAE/CAM，重視通過產(chǎn)品數(shù)值模擬和建立生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等進(jìn)行產(chǎn)品和工藝的前期優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化，鑄造自動(dòng)化水平普遍較高；（2）在造型、制芯方面，采用機(jī)械手，用視覺系統(tǒng)監(jiān)控組芯過程，鑄件尺寸精度高，加工余量??；（3）在鐵液熔煉方面，除了采用光譜分析之外，重視采用熱分析技術(shù)，對(duì)爐前鐵液質(zhì)量進(jìn)行精確控制，包括化學(xué)成分如碳含量、硫含量等，同時(shí)測(cè)量鐵液的N、H、O含量，鐵液質(zhì)量穩(wěn)定，化學(xué)成分波動(dòng)??；（4）采用電爐熔煉、喂絲法球化和孕育處理工藝，整個(gè)熔化、球化和孕育處理過程連貫，數(shù)字化程度高，沒有鎂光煙塵；（5）通過微量合金化和特殊的鐵液處理技術(shù)，能夠穩(wěn)定控制鑄件的組織和性能，內(nèi)在質(zhì)量好、精度保持性好；（6）排放低，環(huán)保達(dá)到國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)?！爸袊?guó)制造2025”已經(jīng)公布，它的終極目標(biāo)是把互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)引入制造業(yè)，使產(chǎn)品的生產(chǎn)達(dá)到高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、智能化。未來鑄造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是向大型化、輕量化、精確化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及清潔化的方向發(fā)展，而技術(shù)含量高的高端鑄鐵件將成為發(fā)展方向。1.3 國(guó)內(nèi)外的差距國(guó)內(nèi)鑄鐵廠除了多而分散、產(chǎn)能過剩、兩極分化外，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距主要表現(xiàn)在：（1）質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性差是我國(guó)鑄鐵件生產(chǎn)的突出問題：相同碳當(dāng)量，灰鑄鐵強(qiáng)度低1級(jí)；鑄件尺寸精度低1-2級(jí)，表面粗糙度差1級(jí)；廢品率高，鑄件的縮孔、縮松和變形問題日益突出；鑄鐵件的彈性模量和殘余應(yīng)力等指標(biāo)，長(zhǎng)期未列入驗(yàn)收范圍；（2）鑄鐵行業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)程度不高，數(shù)字化、智能化水平低；（3）大型、厚大斷面、高端鑄鐵件的質(zhì)量控制技術(shù)有待提高；。（4）蠕墨鑄鐵應(yīng)用存在差距；（5）10t/h以上大型熱風(fēng)水冷連續(xù)式?jīng)_天爐的國(guó)產(chǎn)化及應(yīng)用；（6）環(huán)保意識(shí)差，污染大、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。1.4 問題分析與解決思路加強(qiáng)新材料、新工藝和新技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用。提升企業(yè)的數(shù)字化、智能化水平，采用先進(jìn)的管理軟件和方法。加強(qiáng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品專業(yè)化和經(jīng)濟(jì)規(guī)?；Ｗ⒅厝瞬排囵B(yǎng)、加強(qiáng)自主創(chuàng)新。輕量化、清潔化生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展的綠色鑄鐵行業(yè)發(fā)展之路。2 發(fā)展目標(biāo)2.1 鑄鐵行業(yè)規(guī)模鑄鐵產(chǎn)量持平或略有增長(zhǎng)（其中，普通灰鑄鐵產(chǎn)量減少，球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵產(chǎn)量增加），鑄鐵材質(zhì)結(jié)構(gòu)持續(xù)改善。各材質(zhì)鑄鐵件產(chǎn)量目標(biāo)，見表1。表1 各材質(zhì)鑄鐵件產(chǎn)量目標(biāo)年份鑄鐵件產(chǎn)量/萬噸灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵蠕墨鑄鐵產(chǎn)量/萬噸占比/%產(chǎn)量/萬噸占比/%產(chǎn)量/萬噸占比/%產(chǎn)量/萬噸占比/%20143380208061.5124036.7601.820203500192055145041602702202536001700471700476021404鑄鐵企業(yè)數(shù)量：從目前1.7萬家到2020年減少到1萬家左右，到2025年達(dá)到6000家左右。企業(yè)平均產(chǎn)量規(guī)模：到2020年，從1926噸/家增加到3500噸/家；2025年，平均規(guī)模為6000噸/家。2.2 鑄鐵種類到2020年，球墨鑄鐵件年產(chǎn)量占鑄鐵件總產(chǎn)量的比例達(dá)41%以上，球墨鑄鐵與灰鑄鐵之比達(dá)到0.75，ADI鑄件年產(chǎn)量占球墨鑄鐵件產(chǎn)量5%以上，蠕墨鑄鐵產(chǎn)量達(dá)到70萬噸，高端鑄鐵件占鑄鐵件產(chǎn)量的20%以上。到2025年，球墨鑄鐵件占鑄鐵比例達(dá)到47%以上，球墨鑄鐵與灰鑄鐵之比達(dá)到1.0，ADI件年產(chǎn)量占球墨鑄鐵件產(chǎn)量10%以上，蠕墨鑄鐵產(chǎn)量達(dá)到140萬噸，高端鑄鐵件占鑄鐵件產(chǎn)量的25%以上。2.3 技術(shù)進(jìn)步、自主創(chuàng)新（1）掌握大型及關(guān)鍵設(shè)備零部件的鑄造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化率98%以上。（2）實(shí)現(xiàn)核電、軌道交通和汽車等關(guān)鍵、復(fù)雜、高精度鑄鐵件的批量生產(chǎn)。3 發(fā)展重點(diǎn)3.1 技術(shù)路線（1）通過對(duì)大型及關(guān)鍵鑄件生產(chǎn)中關(guān)鍵技術(shù)的研究，掌握生產(chǎn)的核心技術(shù)，并將技術(shù)加以推廣應(yīng)用，從而提升我國(guó)鑄鐵行業(yè)的整體制造水平。（2）開展新材料的研發(fā)和機(jī)理研究，進(jìn)而掌握高性能新材料的制備技術(shù)和相關(guān)理論知識(shí)，并針對(duì)新材料制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提升我們的行業(yè)地位。（3）針對(duì)提高鐵液質(zhì)量開展研究，掌握鐵液精煉和凈化技術(shù)，以及高效穩(wěn)定的球化、孕育工藝及檢測(cè)手段。3.2 技術(shù)研究3.2.1 關(guān)鍵技術(shù)研究我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床、核電、高鐵、機(jī)器人等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)鑄件的質(zhì)量、可靠性、精度保持性和可追溯性等提出了新的、更高要求，需要加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研究。（1）超大斷面球墨鑄鐵件技術(shù)與裝備研究，超大斷面球墨鑄件指重量超過100 t, 壁厚在300 mm以上，要求組織：球化級(jí)別23級(jí)，鐵素體含量90%，碳化物+磷共晶0.5%；如QT400-18材質(zhì)鑄件的性能指標(biāo)要求在-40 的沖擊功12 J。解決百噸級(jí)球墨鑄鐵核廢料罐(要求斷裂韌性KIC50 N/mm2m1/2)生產(chǎn)所需的技術(shù)與裝備問題；（2）高精度及精度保持性高的機(jī)床床身鑄件批量生產(chǎn)技術(shù)研究；（3）開發(fā)數(shù)字化鑄鐵車間制造執(zhí)行系統(tǒng)，建設(shè)數(shù)字化示范車間；（4）蠕墨鑄鐵在線檢測(cè)與控制技術(shù)研究；（5）等溫淬火球墨鐵件（要求等溫淬火時(shí)鹽浴槽溫度波動(dòng)范圍在5 之內(nèi)）穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)與裝備研究；（6）鑄鐵材料、鑄造工藝數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究與推廣應(yīng)用；（7）10t/h以上大型熱風(fēng)水冷連續(xù)式?jīng)_天爐研制與生產(chǎn)應(yīng)用；（8）大型、復(fù)雜、精密、低成本鑄鐵件制造技術(shù)的集成創(chuàng)新。3.2.2 共性技術(shù)研究（1）材質(zhì)方面。研發(fā)高性能的新材料，除開發(fā)新產(chǎn)品外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鑄鐵技術(shù)基礎(chǔ)理論的研究，形成完整的理論、技術(shù)以及生產(chǎn)資料，主要有：硅強(qiáng)化鐵素體球墨鑄鐵；等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）；蠕墨鑄鐵；高強(qiáng)度高韌性珠光體球墨鑄鐵；高強(qiáng)度低溫高韌性鐵素體球鐵；高強(qiáng)度高彈性模量低應(yīng)力灰鑄鐵；特種性能要求鑄鐵，如耐磨、耐熱、耐蝕、-190 超低溫鑄鐵及功能材料等；建立完善的鑄鐵材料數(shù)據(jù)庫(kù)，為機(jī)械設(shè)計(jì)師等提供全面可靠的數(shù)據(jù)，選擇最佳材料。（2）工藝方面。研究近凈成形工藝，提高鑄件的精度和表面質(zhì)量；確保鑄件輕量化的造型與制芯工藝；采用不同工藝措施提高鐵液質(zhì)量，獲得高溫、純凈鐵液；完善“短流程”熔煉工藝，使高爐鐵液直接應(yīng)用于鑄管等鑄件的大批量生產(chǎn)；提高生產(chǎn)過程數(shù)字化和智能化水平來提高鑄件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性；建立行業(yè)通用或針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的鑄造工藝管理數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）質(zhì)量方面。加強(qiáng)企業(yè)對(duì)工序技術(shù)規(guī)范的制定以及以后智能化生產(chǎn)可用的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄、管理、分析等，建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)；加強(qiáng)鑄鐵件應(yīng)力與變形的研究，逐步把彈性模量和殘余應(yīng)力等指標(biāo)納入驗(yàn)收范圍；完善對(duì)高端鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量控制指標(biāo);重視鑄件表面缺陷修復(fù)技術(shù)的研究。4 重點(diǎn)項(xiàng)目4.1 重點(diǎn)項(xiàng)目重點(diǎn)項(xiàng)目見表2，主要應(yīng)用在高檔數(shù)控機(jī)床、核電、高鐵、機(jī)器人等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)所需要的高性能鑄件及其關(guān)鍵制造技術(shù)。表2 重點(diǎn)項(xiàng)目序號(hào)項(xiàng)目分類內(nèi)容1高性能鑄鐵材料與工藝高強(qiáng)度高塑性球墨鑄鐵材料研究硅強(qiáng)化鐵素體球墨鑄鐵研究高強(qiáng)度低溫高韌性鐵素體球墨鑄鐵材料研究等溫淬火球墨鑄鐵（ADI/CADI）材料研究合金蠕墨鑄鐵的研究高強(qiáng)度高彈性模量低應(yīng)力灰鑄鐵材料研究鑄鐵材料數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究與推廣2高質(zhì)量純凈鐵液熔煉技術(shù)爐前鐵液質(zhì)量檢測(cè)與控制技術(shù)鐵液精煉、過濾、凈化技術(shù)清潔、高效穩(wěn)定的球化、孕育工藝及精確加入技術(shù)3鑄件質(zhì)量管理與控制技術(shù)殘余應(yīng)力的檢測(cè)裝置改進(jìn)與推廣彈性模量等關(guān)鍵性能指標(biāo)的精確檢測(cè)方法研究時(shí)效處理工藝和設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)等溫淬火熱處理裝備的開發(fā)蠕墨鑄鐵在線測(cè)控裝備的研發(fā)4缺陷防止與表面修復(fù)技術(shù)鑄件產(chǎn)品的缺陷管理與分析系統(tǒng)的推廣鑄件表面修復(fù)技術(shù)與設(shè)備自動(dòng)化的研究4.2 重點(diǎn)產(chǎn)品百噸級(jí)球墨鑄鐵核廢料罐；核電、軌道交通、高鐵用高檔球墨鑄鐵件；高檔數(shù)控機(jī)床用高精度及高精度保持性機(jī)床鑄鐵件；高氣密性液壓鑄件；-50 及以下低溫球墨鑄鐵件；ADI齒輪和曲軸；8MW風(fēng)電鑄件；長(zhǎng)20 m左右大型機(jī)床鑄件；蠕墨鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓；大型船用發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體；大型燃?xì)廨啓C(jī)鑄鐵件。5 政策建議（1）繼續(xù)實(shí)施智能裝備制造發(fā)展專項(xiàng)等科研政策，支持鑄造行業(yè)數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠建設(shè)，推進(jìn)鑄鐵行業(yè)的重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)企業(yè)的發(fā)展。（2）推廣標(biāo)桿企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，提升鑄鐵企業(yè)的整體水平。（3）重視鑄鐵行業(yè)的作用和地位，對(duì)生產(chǎn)中亟需解決的共性問題應(yīng)給予支持、立項(xiàng)。第3章 鑄造有色合金鑄造有色合金，是用以澆注鑄件的有色合金，是鑄造合金中的一類。在航空、航天、船舶、汽車、軌道交通、化工、能源、電子電器和運(yùn)動(dòng)休閑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前應(yīng)用最為廣泛的是鋁合金、鎂合金、銅合金、鈦合金和高溫合金。因?yàn)檫@五種合金的成分、密度、熔點(diǎn)差別巨大，熔煉和鑄造過程完全不同，所需設(shè)備和造型材料也不一樣，因此以下內(nèi)容按照合金種類分別敘述。1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鋁合金：精煉處理方面，開發(fā)出“氬氣旋轉(zhuǎn)噴吹精煉技術(shù)”，除氣效果更好，更環(huán)保、更安全，有效提升冶金質(zhì)量；開發(fā)出稀土-惰性氣體(氬)聯(lián)合去氣新方法。變質(zhì)處理方面，研制成功的Na鹽和Ba鹽復(fù)合長(zhǎng)效變質(zhì)劑，P酸鹽-Sr鹽復(fù)合變質(zhì)處理，具有變質(zhì)見效快，效果好，抗衰退能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。新材料方面，研發(fā)成功了顆粒增強(qiáng)SiCp鋁基復(fù)合材料。新技術(shù)方面，半固態(tài)鑄造技術(shù)中的漿料制備和成形方面有所突破，噴射成形仍處于前期研究階段，電磁鑄造能細(xì)化晶粒和提高表面質(zhì)量，提高鋁合金的固溶度。銅合金：國(guó)內(nèi)許多單位研究Cu-Cr-Zr系新型高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金接觸線，突破合金成分設(shè)計(jì)、非真空下合金的熔煉、非真空下大盤重鑄坯的鑄造、鑄坯的變形和相關(guān)熱處理等難題。已經(jīng)取得較大的突破，部分產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于京-滬高鐵。CuNi10Fe銅鎳合金，以其良好的耐海水腐蝕性能和抗海生物污損性能應(yīng)用于海水管路系統(tǒng)。鎂合金：開發(fā)了多種高性能稀土鎂合金材料，航空航天用高強(qiáng)耐熱Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金材料在性能方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在鎂合金熔體凈化方面，開發(fā)了新型非熔劑保護(hù)熔煉技術(shù)和稀土元素添加工藝，開發(fā)新型鎂合金陶瓷過濾技術(shù)及相關(guān)裝置，開發(fā)了鎂合金吹氣凈化技術(shù)和相關(guān)裝置。開展了超輕鎂鋰合金的研究。鈦合金：開發(fā)了TC21高強(qiáng)韌鈦合金，為今后噸級(jí)工業(yè)規(guī)模鑄錠棒材的研制奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。我國(guó)研制出近型船用耐蝕鈦合金Ti75、Ti31、Ti-B19、Ti91、Ti70 和Ti80。我國(guó)自行開發(fā)的高Nb鈦鋁合金也開始應(yīng)用。高溫合金：研制了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用抗腐蝕定向凝固柱晶合金。目前，正在研制第二、三代定向凝固柱晶合金。北京航空材料研究院研制了第三代單晶高溫合金DD9，該合金的力學(xué)性能與國(guó)外第三代單晶高溫合金力學(xué)性能相當(dāng)，并開始探索第四代單晶高溫合金。整體來看，我國(guó)在上述五種材料方面開展了大量的研究，整體向著高強(qiáng)、高韌性、高性能和高附加值方面發(fā)展。鋁合金和鎂合金還向著更輕、質(zhì)量更高的方向發(fā)展，銅合金向著更耐磨、更耐腐蝕的方向發(fā)展，鈦合金和高溫合金向著使用溫度更高、成本更低的方向發(fā)展。開發(fā)了系列合金和相應(yīng)的鑄造工藝，某些點(diǎn)上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，整體面上還是以跟蹤為主。1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鋁合金：精煉處理，國(guó)外出現(xiàn)了一種旋轉(zhuǎn)噴射熔劑法，集精煉處理、鈉變質(zhì)處理、磷晶粒細(xì)化處理等于一體，且對(duì)環(huán)境無不利影響，成本費(fèi)用適中。美國(guó)Almex公司采取了惰性氣體就地預(yù)熱、惰性氣體對(duì)鋁液進(jìn)行摩擦攪拌、防止氣泡聚集等措施，達(dá)到凈化效果，已用于航空航天合金領(lǐng)域。變質(zhì)方面，國(guó)外用P-RE復(fù)合變質(zhì)處理活塞用Al-Si合金。新材料方面，7085鋁合金是Alcoa公司成功研制的一種新型超高強(qiáng)鋁合金。銅合金：德國(guó)、西班牙等歐洲國(guó)家用的是銅鎂合金接觸線，采用水平連鑄加軋制的工藝制造；法國(guó)等普遍使用銅錫合金接觸線，采用連鑄連軋加工工藝；日本在高速電氣化鐵路建設(shè)，銅合金接觸線研究方面處于先進(jìn)水平。鎂合金：高強(qiáng)耐熱鎂合金是國(guó)外的重點(diǎn)研究方向，IBM公司加工的鎂鋰合金應(yīng)用在Saturn V火箭計(jì)算機(jī)室和雙子座宇宙飛船上，在軍事上DOW公司開發(fā)Mg-14Li-1.5Al-0.08Mn用于加工M113軍用運(yùn)輸車的殼體。鎂鋰合金還被德國(guó)、日本等國(guó)的科學(xué)家開發(fā)用于醫(yī)療器械、電子產(chǎn)品等用途。鈦合金：波音777上惠普4084發(fā)動(dòng)機(jī)和空中客車A-330的惠普4168發(fā)動(dòng)機(jī)的塞子及噴嘴使用的也是-21S, 高強(qiáng)度鑄造鈦合金-21S的應(yīng)用使每架波音777飛機(jī)減重大約74 kg。另外，超音速民航機(jī)設(shè)計(jì)巡航速度為2.14馬赫, 載客300人，還將使用高強(qiáng)度鈦合金Ti6-22-22S。在低溫鈦合金的開發(fā)方面美國(guó)后來居上，開展了鈦合金低溫力學(xué)性能方面的系統(tǒng)研究，現(xiàn)處于世界領(lǐng)先水平。高溫合金：國(guó)外定向凝固柱晶合金已由第一代發(fā)展到第三代，其性能水平不斷提高，其所適用的發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平(推重比)也在不斷提升。又出現(xiàn)了第四代單晶高溫合金MC-NG和EPM-102。整體來看，國(guó)外在五種材料的研究方面處于領(lǐng)先地位，開發(fā)了多種合金體系，相應(yīng)的合金熔煉和鑄造方法，并且將五種新材料大規(guī)模應(yīng)用于民用和軍事領(lǐng)域。1.3 國(guó)內(nèi)外的差距鋁合金：在精煉技術(shù)創(chuàng)新方面與國(guó)外仍有差距；新材料方面，最大的差距體現(xiàn)在新的合金系研究，如高強(qiáng)韌鋁合金的整體研發(fā)，另外，鋁基復(fù)合材料研發(fā)的成果已經(jīng)相當(dāng)多，但在應(yīng)用方面與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距。在鋁合金鑄造新技術(shù)方面，這部分的差距更大，缺少系統(tǒng)的、全面的研發(fā)，包括設(shè)備、控制、軟硬件開發(fā)等。銅合金：在銅產(chǎn)品使用性能上和國(guó)外產(chǎn)品還有一定差距。鑄造銅合金在海洋工程中的應(yīng)用還與國(guó)外存在不少差距，很多關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)亟需提高。我國(guó)銅合金生產(chǎn)廠對(duì)產(chǎn)品成分精確化控制的能力有待提高。鎂合金：在大型復(fù)雜鑄件的制造技術(shù)、凝固理論及成形工藝的方面，遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。國(guó)內(nèi)在針對(duì)鎂鋰合金的研究基礎(chǔ)薄弱。在合金的強(qiáng)化、腐蝕理論，組織與性能的關(guān)系等方面的基礎(chǔ)理論研究較少；新合金開發(fā)基本上還處于跟蹤仿制階段，獨(dú)立研究且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合金品種較少。鈦合金：鈦合金品種相對(duì)少。高溫和高強(qiáng)合金及其他牌號(hào)和用途的合金相對(duì)較少。熔煉鑄造設(shè)備大多為真空自耗電極電弧凝殼爐，鑄造性能不好。鈦的應(yīng)用技術(shù)遠(yuǎn)落后于國(guó)外先進(jìn)國(guó)家。目前國(guó)內(nèi)從事鈦鑄造有一定規(guī)模的廠家不多，各廠家之間工藝交流不多，管理水平也各有差異。高溫合金：鑄造高溫合金在我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用，盡管我國(guó)研制的鑄造高溫合金與國(guó)外同代單晶高溫合金的性能水平相當(dāng)，但研制成功的時(shí)間明顯晚于國(guó)外航空制造技術(shù)先進(jìn)國(guó)家，從而導(dǎo)致我國(guó)鑄造高溫合金的整體成熟度低于國(guó)外航空制造技術(shù)先進(jìn)國(guó)家。整體來看，我們國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距，從合金設(shè)計(jì)、合金熔煉，到鑄造工藝及所用設(shè)備方面，都需要開展大量的研究。1.4 問題分析與解決思路以中國(guó)制造2025為契機(jī)，開展有色合金的高性能（更輕、更耐磨、更耐腐蝕、更耐高溫、更持久等）和低成本的材料研究，相關(guān)技術(shù)研究，及配套的熔化和鑄造設(shè)備，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料、新工藝和新裝備。鋁合金：國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域及發(fā)展戰(zhàn)略中對(duì)鑄鋁的需求是最大的機(jī)遇，一些新興產(chǎn)業(yè)如高鐵、大飛機(jī)、新能源汽車等對(duì)優(yōu)質(zhì)高性能需求量巨大，但高端鑄鋁件的制備仍需鑄造界的共同努力，特殊性能、特殊結(jié)構(gòu)的高端鑄鋁件制備與國(guó)外差距很大，未來需要國(guó)內(nèi)自主研發(fā)并替代進(jìn)口。銅合金：需要精確控制合金元素之間的結(jié)合與分布狀態(tài)。建立多元高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，研究高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金成分與組織均勻性調(diào)控機(jī)理。對(duì)超大型艦船用螺旋槳，鑄造時(shí)加強(qiáng)對(duì)合金元素的精確控制，解決鑄造缺陷問題，加強(qiáng)熔煉方式的轉(zhuǎn)變，減少能耗，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。鎂合金：建議改變以型號(hào)為主導(dǎo)的投入模式，加強(qiáng)對(duì)共性科學(xué)問題和技術(shù)研究的支持力度，完善高性能鑄造鎂合金性能數(shù)據(jù)庫(kù)。鎂合金工程化技術(shù)能力薄弱，必須發(fā)展針對(duì)先進(jìn)鎂合金材料應(yīng)用特性的精確控形控性制造工藝技術(shù)。缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建議對(duì)已開發(fā)成熟的合金系或成形技術(shù)積極申請(qǐng)制定國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。鈦合金：目前耐熱合金已經(jīng)無法滿足下一代航天器的需求，海洋平臺(tái)所用的鈦合金，既要求高抗拉強(qiáng)度，也需要耐腐蝕。鈦鋁Ti3Al金屬間化合物，超過600 的運(yùn)行環(huán)境有用武之地。攻關(guān)高溫鈦合金生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，逐漸擺脫對(duì)國(guó)外設(shè)備的依賴。利用這些關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)新型能夠有明確應(yīng)用方向的鈦合金新品種。高溫合金：長(zhǎng)期以來，我國(guó)存在重型號(hào)研制，輕合金研究的思想，導(dǎo)致很多合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究缺乏，在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上就開始研制構(gòu)件使用，從而在這方面出現(xiàn)問題。著力推進(jìn)自主研制主干鑄造高溫合金材料，重視鑄造高溫合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制提供支持。2 發(fā)展目標(biāo)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的材料設(shè)計(jì)方法和理論，以及相應(yīng)的鑄造工藝和設(shè)備，通過消化吸收和再創(chuàng)新，逐步縮小我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距，爭(zhēng)取在“十三五”期間在某些領(lǐng)域和方向超過國(guó)際水平。在高性能和低成本的有色合金的研究、鑄造新工藝開發(fā)、相關(guān)熔煉和鑄造設(shè)備的研制方面能夠整體接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平。在大型、復(fù)雜和精密鑄件方面，實(shí)現(xiàn)新的突破。鋁合金：開發(fā)強(qiáng)韌鋁合金新材料，將鋁基復(fù)合材料研發(fā)的成果作為工程化應(yīng)用。開發(fā)鋁合金鑄造新技術(shù)方面，包括設(shè)備、控制、軟硬件開發(fā)等。銅合金：加強(qiáng)高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金多元復(fù)合微合金化理論及相變機(jī)制研究，建立多元高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，針對(duì)超大型艦船用螺旋槳，鑄造時(shí)加強(qiáng)對(duì)合金元素的精確控制，解決鑄造缺陷問題，加強(qiáng)熔煉方式的轉(zhuǎn)變，減少能耗，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。鎂合金：進(jìn)行全新產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝方案設(shè)計(jì)優(yōu)化。加強(qiáng)鎂加工技術(shù)的研究，提高鎂合金工程化技術(shù)能力，發(fā)展針對(duì)先進(jìn)鎂合金材料應(yīng)用特性的精確控形控性制造工藝技術(shù)，滿足國(guó)防和民用需求。制定鎂合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鈦合金：以滿足對(duì)高溫高強(qiáng)為重點(diǎn)應(yīng)用目標(biāo)的高溫、高強(qiáng)鈦合金的開發(fā)和應(yīng)用，以深空探測(cè)、海洋和船舶低溫、耐腐蝕鈦合金為應(yīng)用目標(biāo)的鈦合金品種的開發(fā)，以醫(yī)療為目標(biāo)的生物鈦合金的開發(fā)，鈦合金熔煉所需的關(guān)鍵設(shè)備的自主創(chuàng)新，從而促進(jìn)鈦合金的全面應(yīng)用。開發(fā)短流程鈦合金鑄造新工藝。高溫合金：著力推進(jìn)自主研制主干鑄造高溫合金材料，重視鑄造高溫合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制提供支持。繼續(xù)發(fā)展第三代、第四代單晶高溫合金，促進(jìn)應(yīng)用。3 發(fā)展重點(diǎn)3.1 技術(shù)路線整體來看，技術(shù)路線還是以滿足目前國(guó)內(nèi)急需的高性能或者高附加值產(chǎn)品為目標(biāo)，開展從合金設(shè)計(jì)到相關(guān)的合金熔煉和鑄造工藝為技術(shù)路線，并且兼顧未來發(fā)展趨勢(shì)。鋁合金：研究不同用途的鋁合金新材料的開發(fā)，對(duì)鋁合金的精煉處理、變質(zhì)劑及工藝，新型鋁基復(fù)合材料，鋁合金制備新技術(shù)等開展研究；針對(duì)環(huán)保和節(jié)能減排的要求，加大投入力度；針對(duì)高速鐵路、列車等具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的拳頭產(chǎn)品，新一代大飛機(jī)項(xiàng)目，對(duì)鋁合金的應(yīng)用開展研究。銅合金：以典型的軌道交通網(wǎng)線以及海洋工程用高性能銅合金為主要研究對(duì)象，建立一套完整的軌道交通及海洋工程用鑄造銅合金鑄造成形的體系，達(dá)到各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的性能要求?；诟咝阅茔~合金的“設(shè)計(jì)-制備-加工-性能評(píng)價(jià)和壽命管理”的全流程技術(shù)路線，開展基礎(chǔ)研究工作，解決關(guān)鍵科學(xué)問題。鎂合金：以航空航天、國(guó)防軍工和汽車產(chǎn)品研制為牽引，以開展鎂-稀土（尤其是重稀土）系和鎂鋰系新型合金的強(qiáng)化、耐熱機(jī)制研究與成分設(shè)計(jì)為核心，研制出高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金和超輕鑄造鎂鋰合金。開發(fā)高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金和超輕鑄造鎂鋰合金，鎂-稀土合金及制品的工程化。鈦合金：滿足對(duì)高溫高強(qiáng)為重點(diǎn)應(yīng)用目標(biāo)的高溫、高強(qiáng)鈦合金的開發(fā)和應(yīng)用，以深空探測(cè)、海洋和船舶低溫、耐腐蝕鈦合金為應(yīng)用目標(biāo)的鈦合金品種的開發(fā)，以醫(yī)療為目標(biāo)的生物鈦合金的開發(fā)。鈦合金熔煉所需的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)鈦合金熔煉和生產(chǎn)所需設(shè)備是主線，然后對(duì)鈦合金鑄造用造型材料的研究也應(yīng)該跟上，從而促進(jìn)鈦合金合金的全面應(yīng)用。高溫合金：對(duì)定向凝固柱晶高溫合金來說，系列化發(fā)展合金以適應(yīng)不同需求。對(duì)于單晶高溫合金，在第一代、第二代單晶高溫合金服役應(yīng)用的基礎(chǔ)上，做好工程應(yīng)用研究，繼續(xù)發(fā)展第三代、第四代單晶高溫合金，促進(jìn)應(yīng)用。3.2 技術(shù)研究3.2.1 關(guān)鍵技術(shù)研究鋁合金：針對(duì)目前我國(guó)鑄造鋁合金發(fā)展中存在的主要問題，結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展需求，鑄造鋁合金應(yīng)開展的研究?jī)?nèi)容包括如下方面：半固態(tài)鋁合金、鋁合金復(fù)合材料、高強(qiáng)韌鋁合金新材料開發(fā)與設(shè)計(jì)的研究，重點(diǎn)掌握鑄造鋁合金新材料的體系，得到合金成分對(duì)其組織與演變的影響特征，掌握合金成分與性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系；大型、薄壁、特厚、高復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金鑄件制備工藝及關(guān)鍵技術(shù)研究；鋁合金鑄件凝固及固態(tài)相變過程的組織演變計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)開發(fā)。銅合金：以高強(qiáng)高導(dǎo)的性能需求為導(dǎo)向，結(jié)合第一性原理、分子動(dòng)力學(xué)理論，綜合考慮成分、組織與性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)銅合金進(jìn)行成分設(shè)計(jì)和組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以高強(qiáng)耐蝕的性能需求為導(dǎo)向，對(duì)銅合金進(jìn)行成分設(shè)計(jì)和組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究不同微量元素對(duì)腐蝕性能的影響，開發(fā)易鑄造的高強(qiáng)高耐蝕銅合金。改進(jìn)熔煉及加工裝置，以提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)減少能耗，減少污染，實(shí)現(xiàn)綠色制造。鎂合金：開發(fā)高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金和超輕鑄造鎂鋰合金；突破鎂-稀土合金大容量熔煉與凈化技術(shù)，突破大規(guī)格鑄錠鑄造關(guān)鍵技術(shù)，突破直徑500 mm鑄錠冷卻技術(shù)。高性能鎂合金用轉(zhuǎn)移涂料及涂層轉(zhuǎn)移制芯技術(shù)。研發(fā)鎂-稀土合金專用熔化、精煉、輸送一體化裝備，建立大型鑄錠連鑄裝備。開展大型復(fù)雜精密鑄件制造技術(shù)。鈦合金：研究新的鑄造鈦合金品種，特別是高強(qiáng)高溫合金，研究更高使用溫度的TiAl金屬間化合物的新材料，以及耐腐蝕鈦合金等。鈦合金精密鑄造技術(shù)，陶瓷型及精密鑄件大型化的研發(fā)。能夠適合鑄造TiAl金屬間化合物的新的造型材料的開發(fā)。短流程低成本鈦合金制備和鑄造技術(shù)。高溫合金：研制新型等軸晶鑄造高溫合金，開發(fā)高溫合金大型復(fù)雜薄壁鑄件的熱控凝固技術(shù)和細(xì)化工藝。發(fā)展更高性能水平的定向凝固柱晶高溫合金，發(fā)展抗腐蝕定向凝固柱晶高溫合金。發(fā)展綜合性能優(yōu)異的單晶高溫合金，研究出超過現(xiàn)有合金強(qiáng)度和承溫能力的新型單晶高溫合金。3.2.2 共性技術(shù)研究鋁合金：以鋁合金代替銅合金、鋼鐵材料的合金鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制備工藝技術(shù)。鋁合金鑄件澆注成形過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及可視化技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)澆注成形過程中對(duì)含氣量、溫度、體積分?jǐn)?shù)及凝固狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過可視化技術(shù)完全實(shí)現(xiàn)凝固成形過程的實(shí)時(shí)再現(xiàn)，進(jìn)而掌握和控制鑄件制備。銅合金：掌握熔體凈化、除氣造渣的關(guān)鍵工藝參數(shù)，重點(diǎn)研發(fā)新型高效保護(hù)渣配以惰性保護(hù)氣氛取代真空條件，通過施加電磁場(chǎng)調(diào)控銅合金的鑄造過程以獲得均勻的成分與組織，降低鑄造缺陷。鎂合金：高性能鑄造鎂合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算；鑄造過程計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。鈦合金：鈦合金熔煉關(guān)鍵設(shè)備研究，研發(fā)新的真空熔煉鑄造設(shè)備，發(fā)展其他新的熔鑄方法，特別是真空感應(yīng)水冷銅坩堝凝殼爐的普及應(yīng)用推廣，根據(jù)鑄件形狀、尺寸及壁厚等因素摸索實(shí)踐合適的離心轉(zhuǎn)速確保金屬鈦及鈦合金鑄造性能。開發(fā)出鈦及鈦合金廢料回收重熔的新技術(shù)，確保在降低成本的同時(shí)提高產(chǎn)品的質(zhì)量。高溫合金：高冶金質(zhì)量的熔煉工藝和設(shè)備，將合金中O、N、S等雜質(zhì)元素的含量控制在510-6以下。高溫度梯度定向凝固技術(shù)，可以使同一材料最大限度發(fā)揮材質(zhì)的潛力，也可以提高單晶葉片的合格率與生產(chǎn)率，使葉片可靠安全使用。4 重點(diǎn)項(xiàng)目擬開展的重點(diǎn)項(xiàng)目，主要以解決目前國(guó)內(nèi)急需的新產(chǎn)品和新技術(shù)，能夠產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的產(chǎn)品或者技術(shù)為目標(biāo)。鋁合金：汽車及新能源汽車輕量化鋁合金鑄件制備技術(shù)；鋁基碳纖維復(fù)合材料成分設(shè)計(jì)、加工設(shè)備、制備工藝優(yōu)化；銅合金：軌道交通特別是高速列車用接觸網(wǎng)高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金成分設(shè)計(jì)及制備技術(shù)的研發(fā)；大型艦船用螺旋槳成分設(shè)計(jì)及關(guān)鍵制備工藝的研發(fā)；鎂合金：高強(qiáng)耐熱耐蝕鎂合金機(jī)匣及航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣渦輪盤研制；鑄造鎂鋰合金及其液態(tài)成形技術(shù)研究與應(yīng)用開發(fā)；鈦合金：開發(fā)新型低成本鈦合金熔煉復(fù)合設(shè)備；開發(fā)鈦鋁合金新品種，短流程鑄造和成形技術(shù)；高溫合金：面向需求的各類先進(jìn)鑄造高溫合金母合金；先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)單晶渦輪葉片、定向柱晶葉片。5 政策建議（1）加強(qiáng)以鋁基碳纖維復(fù)合材料等為主要新材料研發(fā)的投入和支持力度，形成我國(guó)在鋁基新材料制備的國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，掌握核心制備技術(shù)，推出一批基于鋁合金新材料鑄件產(chǎn)品。針對(duì)特殊性能、特殊結(jié)構(gòu)鋁合金鑄件，應(yīng)予專項(xiàng)重點(diǎn)支持。（2）建議政府、企業(yè)、學(xué)術(shù)單位開展“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)作，三者進(jìn)行直接有效的合作，有明確目的地針對(duì)具體的鑄造銅合金件開展研究，政府以市場(chǎng)及發(fā)展需求為導(dǎo)向，核心企業(yè)為支撐，高校進(jìn)行科學(xué)研究。（3）根據(jù)鎂材料科技發(fā)展的基礎(chǔ)與現(xiàn)實(shí)情況，建議組建由高校、科研院所、企業(yè)、國(guó)防總體所及國(guó)防用戶單位等參與的協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，建立統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、規(guī)劃合理、協(xié)調(diào)高效、優(yōu)化配置、目標(biāo)集成的鎂材料科技發(fā)展專項(xiàng)組織管理體系。（4）加大投入，開發(fā)大型優(yōu)質(zhì)鈦合金坯料制備技術(shù)，建立高效、短流程鈦合金加工技術(shù)。繼續(xù)加強(qiáng)鈦的推廣應(yīng)用，包括生物醫(yī)用鈦、汽車用鈦、建筑用鈦，船舶用鈦等。鈦工業(yè)逐漸趨于國(guó)際化，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)與兼并激烈，要制訂適時(shí)的戰(zhàn)略與對(duì)策。發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)的鈦合金，發(fā)展方向是高性能化、多功能化和低成本化。（5）重視鑄造高溫合金研究，提高技術(shù)成熟度，為先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制提供支持。重視發(fā)展具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鑄造高溫合金，完善鑄造高溫合金體系。第4章 鑄造金屬基復(fù)合材料1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)有色金屬基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度和剛度，良好的耐磨性和阻尼性，在工程和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。金屬基復(fù)合材料還具有很好的可設(shè)計(jì)性，通過改變?cè)鰪?qiáng)體的類型、表面狀態(tài)、體積分?jǐn)?shù)以及基體材料，就能夠滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域服役的需要。1.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)在20世紀(jì)80年中期就開展了鑄造復(fù)合材料方面的研究，并取得了一定的成果，但所制備材料的物理性能與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大的差距，此外，還難以進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用和生產(chǎn)。東南大學(xué)試制了陶瓷纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料活塞，并將其應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、大馬力柴油機(jī)上，使活塞壽命提高了35倍，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也明顯提高，汽車油耗和尾氣排放大大減少。與普通鋁合金材料相比，這種陶瓷纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的高溫抗拉強(qiáng)度提高了20%40%，線膨脹系數(shù)降低了20%。1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)Alcan公司于1995年生產(chǎn)SiCp/Al復(fù)合材料汽車剎車片并在豐田汽車中得到應(yīng)用，Cercast公司生產(chǎn)的SiCp/A357復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用于飛機(jī)攝像鏡方向架上，美國(guó)開發(fā)了SiCp/Al復(fù)合材料制造的汽車齒輪箱。俄羅斯在此方面的研究也走在前列，其航空航天總部已成功地將SiCP/Al復(fù)合材料應(yīng)用在飛機(jī)起落架和翼前緣加強(qiáng)筋上。日本主要開發(fā)了鋁基復(fù)合材料在汽車零部件中的應(yīng)用。1.3 國(guó)內(nèi)外的差距國(guó)外在鑄造復(fù)合材料方面的研究較早，獲得了較多的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)鑄造復(fù)合材料開展的工作主要都側(cè)重于基礎(chǔ)研究，對(duì)中試到工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，缺少相應(yīng)的支持和生產(chǎn)企業(yè)的參與，制約了鑄造金屬基復(fù)合材料的生產(chǎn)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)鑄造復(fù)合材料的應(yīng)用明顯落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。1.4 問題分析與解決思路目前，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，隨著大量聚合物復(fù)合材料的發(fā)展，傳統(tǒng)金屬材料不僅需要自身的發(fā)展與完善，還面臨大量高性能非金屬材料的競(jìng)爭(zhēng)。鑄造界要與工程界加強(qiáng)聯(lián)系和溝通，充分了解對(duì)鑄造復(fù)合材料的需求，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研合作，圍繞重點(diǎn)產(chǎn)品開展中試和生產(chǎn)工作，加快現(xiàn)有成熟鑄造復(fù)合材料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移，緊跟國(guó)際先進(jìn)水平，進(jìn)一步提高工藝的穩(wěn)定性和復(fù)合的材料性能。同時(shí)，開拓創(chuàng)新，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鑄造復(fù)合材料制備技術(shù)和生產(chǎn)工藝。2 發(fā)展目標(biāo)2.1 鋁基復(fù)合材料“十三五”期間，需要進(jìn)一步提高鑄造鋁基復(fù)合材料的比強(qiáng)度、比剛度等性能，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，有效控制鑄造過程中基體與增強(qiáng)顆粒之間的界面反應(yīng)，同時(shí)還需要突破鋁基復(fù)合材料的機(jī)加工和回收利用等技術(shù)問題。高強(qiáng)韌鑄造鋁基復(fù)合材料（以A356合金為基體）應(yīng)達(dá)到以下主要指標(biāo)：室溫拉伸強(qiáng)度330 MPa，屈服強(qiáng)度275 MPa，伸長(zhǎng)率12%；鑄件合格率98%。耐熱耐磨鑄造鋁基復(fù)合材料應(yīng)達(dá)到以下主要指標(biāo)：室溫拉伸強(qiáng)度290 MPa，高溫（350 ）拉伸強(qiáng)度110 MPa；產(chǎn)品成品率不低于90%。2.2 鎂基復(fù)合材料鑄造鎂基復(fù)合材料在高于鎂熔點(diǎn)條件下制備，鎂基體與增強(qiáng)體之間通常浸潤(rùn)性差，甚至不浸潤(rùn)，必須設(shè)法對(duì)納米顆粒進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硪愿纳婆c基體的浸潤(rùn)性，但須重視外加增強(qiáng)體在高溫下發(fā)生的界面反應(yīng)，同時(shí)避免添加過程中鎂的氧化。對(duì)于鑄造鎂基復(fù)合材料，今后數(shù)年間要重點(diǎn)解決界面反應(yīng)、高溫氧化以及界面浸潤(rùn)性等關(guān)鍵技術(shù)問題，高性能鑄造鎂基復(fù)合材料（以ZM5合金為基體）的室溫拉伸強(qiáng)度300 MPa，伸長(zhǎng)率3%。2.3 銅基復(fù)合材料目前，雖然能用于制備銅基復(fù)合材料的增強(qiáng)體種類較多，但這些增強(qiáng)體與銅基體潤(rùn)濕性不好，且生產(chǎn)成本偏高，因此，迫切需要尋找新的高性能、廉價(jià)的增強(qiáng)體材料，解決其與銅基體間的界面結(jié)合問題，開發(fā)新型的工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的銅基復(fù)合材料制造技術(shù)，提高材料的性能和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本?！笆濉逼陂g，鑄造銅基復(fù)合材料應(yīng)達(dá)到的主要性能指標(biāo)有：拉伸強(qiáng)度600 MPa，導(dǎo)電性80純銅。2.4 鈦基復(fù)合材料鈦基復(fù)合材料以其高的比強(qiáng)度、比剛度和抗高溫特性，在未來的航空航天技術(shù)上有著強(qiáng)大的應(yīng)用潛力，是一項(xiàng)高難度、長(zhǎng)遠(yuǎn)而帶有方向性的高技術(shù)，必須給予足夠的重視。制備高性能復(fù)合材料，是鈦基復(fù)合材料的發(fā)展目標(biāo)，但鈦及其合金性質(zhì)活潑，它幾乎可以與所有的陶瓷增強(qiáng)相發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞增強(qiáng)相與基體間的界面結(jié)合狀態(tài)，影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。因此，降低和抑制基體和增強(qiáng)相的相互作用是鑄造鈦基復(fù)合材料的組成和制備過程中需重點(diǎn)關(guān)注的問題。鑄造鈦基復(fù)合材料未來產(chǎn)業(yè)化的主要性能指標(biāo)：彈性模量115125 GPa，屈服強(qiáng)度7001 000 MPa，抗拉強(qiáng)度9001 200 MPa，伸長(zhǎng)率3%5%。3 發(fā)展重點(diǎn)3.1 技術(shù)路線采用鑄造工藝制備復(fù)合材料，主要有攪拌鑄造法、擠壓鑄造法、浸滲法、原位（或內(nèi)生）復(fù)合法，以及用于回轉(zhuǎn)體零件的離心鑄造法。3.2 技術(shù)研究3.2.1 關(guān)鍵技術(shù)研究3.2.1.1 攪拌法制備工藝的完善和優(yōu)化顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料因其具有增強(qiáng)體成本低、材料性能各向同性、制造成本低，可應(yīng)用傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)，還具有高的比強(qiáng)度和比模量，以及耐磨、耐熱和耐腐蝕等優(yōu)良性能，近年來其機(jī)械加工工藝也得到長(zhǎng)足的進(jìn)步，進(jìn)一步確立了其優(yōu)勢(shì)地位。進(jìn)一步完善攪拌法制備工藝，加快該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。3.2.1.2 浸滲制備工藝熔體浸滲法制得的材料密度比較均勻，熔融金屬冷卻決，制備過程周期短，減輕了顆粒界面反應(yīng)，材料性能較高，可以制備出高體積分?jǐn)?shù)增強(qiáng)體的金屬基復(fù)合材料，同時(shí)可以減輕或彌補(bǔ)疏松、氣孔等鑄造缺陷。瞄準(zhǔn)該技術(shù)適用的材料和零件，拓展工藝技術(shù)的應(yīng)用。3.2.1.3 原位反應(yīng)法原位反應(yīng)法避免了傳統(tǒng)工藝中將增強(qiáng)相直接加入基體時(shí)，由于基體與增強(qiáng)相的潤(rùn)濕性差，易出現(xiàn)縮孔縮松等缺陷等問題，簡(jiǎn)化了制備工藝，從20世紀(jì)80年代中后期以來，引起材料研究人員的廣泛興趣，得到大量研究，就繼續(xù)強(qiáng)化反應(yīng)過程的調(diào)控，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的可控制備。3.2.1.4 局部復(fù)合材料零件的失效常常是由于表面或局部部位的損傷引起，因此，只需要提高零件表面或局部區(qū)域的性能，就能有效延長(zhǎng)零件的服役時(shí)間。結(jié)合鑄造有色金屬的特點(diǎn)，研發(fā)適用的反應(yīng)體系和制備工藝技術(shù)。3.2.2 共性技術(shù)研究復(fù)合材料都是由兩種或兩種以上材料復(fù)合而成，不同的材料復(fù)合方法、材料之間的界面、材料相互的分散方式等都影響材料的性能，如何對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，也是復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)；另一方面，還要考慮材料的循環(huán)利用，以下為未來鑄造有色金屬基復(fù)合材料研究的共性技術(shù)。（1）界面結(jié)合。鑄造金屬基復(fù)合材料通常是以顆粒、晶須、纖維為增強(qiáng)體，進(jìn)一步探索控制增強(qiáng)體和基體界面行為的有效手段，優(yōu)化界面結(jié)構(gòu)，提高“界面”對(duì)材料