金属材料行业发展前景

马国庆

摘要：随着社会经济与科学的发展，金属材料在各轻重行业中扮演着越来越重要的角色，毫不夸张的说，今天推动人类社会的进步和发展因素当中，金属材料就是一不可分割的因素。本文通过对几种金属材料在生活中的应用的阐述，进而对金属材料 做出了合理的应用前景分析。以供各位借鉴。

1.金属材料在未来设计中的地位与应用前景

当下社会，金属材料在人类社会中的地位受到了前所未有的挑战。一方面是高分子材料和陶瓷材料对传统金属材料造成冲击。首先是高分子材料。高分子材料尤其是工程塑料，从性能到应用的许多方面已能和传统的金属材料相抗衡，加上其原料丰富、价格便宜、产量惊人，已经迅速崛起。其次是陶瓷材料，陶瓷材料在现代电子工业中占有异常重要的地位。另一方面金属材料自身对能源、资源和环境三方面造成的消耗很大。金属材料经过数千年的发展，某些主要的金属矿产资源日渐紧张、高质量的金属矿产很快减少、低质量的矿物使能源消耗和成本增加，这些都使金属工业成为能源的最重要消耗者，同时也是严重的环境污染者。基于以上的原因，金属材料的发展可以在以下两个方面进行：一是对已有的金属材料要最大限度地提高它的质量，挖掘它的潜力，使其产生最大的效益。这要求金属材料的制造技术要有飞跃性的进步。炼铁炼钢冶炼技术、炉外精炼技术、铸造技术、连铸连轧技术、近终形加工成型技术、热处理技术、粉末冶金技术等传统工艺的改进，加上微量杂质的控制技术、微量元素的合金化技术、高纯净度低偏析技术等的发明，都使金属材料焕发了第二春。二是希望金属材料能够开拓出新的功能，以适应更高的使用要求。如钛合金的记性以及生物亲和性等，都是传统金属材料在未来发展的新方向。

2.金属材料的应用实例

2.1镁及镁合金

镁合金具有良好的轻量性，切削性，耐蚀性，减震性，尺寸稳定和耐冲击性，远远优质于其他材料。这些特性使得镁合金在广泛领域都有应用，比如交通运输领域，电子工业，医疗领域，军事工业等，这种趋势只增不减。如：

（1）汽车、摩托车等交通类产品用镁合金

世界各大汽车公司已经将镁合金制造零件作为重要发展方向。在欧美国家中，各国的汽车厂商正极力争取采用镁合金零件的多少作为自身车辆领先的标志，大众、奥迪、菲亚特汽车公司纷纷使用镁合金。[1]镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。通常汽车自重每减轻10%，燃油效率可提高5.5%，废气排放相应减少。要使汽车轻量化，有两条途径：一是优化结构设;二是选用轻量化的材料。铝合金、塑料（树脂基复合材料）、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸在所有压铸合金中最轻，是极竞争力的汽车轻量化材料，大量的镁合金零部件被生产出来，以代替塑、铝合金，甚至钢制零件。随着技术的发展，镁合金在汽车领域的应用范围会更广。[2]

（2）电子及家电用镁合金

近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。如：笔记本电脑使用镁合金作为机壳几乎是基于镁合金的全部优点为，防震性能提高了电脑部件的可靠运行;抗电磁波干擾和电磁屏蔽性能保证了电脑的信息安全;优良的热传导性，大大地改善了电脑的散热问题。手机利用了镁合金防震、抗磨损及可屏蔽电磁波的特殊功能，又能满足轻、薄、短、小的要求。同时采用镁合金外壳的手机在电磁相容性方面有了巨大提高，在减少了通信过程中电磁波散失的同时也降低了电磁波对人体的伤害。据统计，2005年全球生产手机4亿部，其中约10%～11%采用镁合金机壳。

（3）其它应用领域

镁合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。近几年由于镁合金生产能力和技术水平的提高，其生产成本已下降到与铝合金相当的程度，极大地刺激了其在民用领域的应用，如用做自行车架、轮椅、康复和医疗器械及健身器材。

2.2铝及铝合金

由于铝的储量非常丰富，同时具有较多优良性能，这也就决定了铝在工业和生活中应用广泛，下面我们就根据它的性能简单介绍下铝的应用。

（1）能源及石化工业

能源工业火力发电厂的主冷凝器管板和冷凝管均使用黄铜、青铜或白铜制造。太阳能加热器也常使用铜管制造。石化工业铜和许多铜合金，大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门、各种蒸发器、热交换器和冷凝器等。海洋工业由于铜不但耐海水腐蚀，而且溶入水中的铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损。

（2）交通运输行业

在船舶行业铜合金包括铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜（锡锌青铜），白铜和镍铜合金（蒙乃尔合金）等都属于造船的标准材料。在军舰和商船中铜和铜合金一般用做铝青铜螺旋浆、螺栓、冷凝管、铆钉、含铜包覆油漆等。铁路列车上的电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系统等也都要依靠铜和铜合金来工作。此外，铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大。飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表应用抗磁铜合金。

3.结束语

总而言之，言而总之，金属材料与人类社会进步的关系已不需多言，其体现的价值早已不再是简单一种人类所熟知的材料而已了。更多的，是一种社会进步的推动力。显而易见，金属材料的存在让人类的社会的进步加速了很多。而能够学会利用金属材料，毫无疑问，也是人类社会在不断前进中的一大幸事。所以，我们应该感谢金属材料在人类社会中起到的作用，也应更好的在未来利用好金属，让他的光芒更加闪耀。

4.参考文献：

[1]肖永清. 轻金属材料在汽车上的开发应用前景[J]. 有色金属加工， 2006（06）：19-22.

[2]孙凤雨. 金属材料在汽车轻量化中的应用[J]. 科技资讯， 2018， 16（31）：103-104.