【正文】 鋅合金壓鑄件的產(chǎn)量逐漸減少，多屬中小零件。國內(nèi)壓鑄從20世紀(jì)50年代開始起步，前30年內(nèi)年增長率超過10%。 重點產(chǎn)品（1）面向型號研制任務(wù)的航空發(fā)動機和重型燃氣輪機高溫渦輪單晶葉片；（2）面向型號研制任務(wù)的大型航空發(fā)動機整體機匣和航天發(fā)動機鈦合金進氣道；（3）滿足大批量、高可靠、輕量化、更高溫度下工作要求的汽車渦輪增壓器渦輪。3 發(fā)展重點 技術(shù)路線以航空發(fā)動機和重型燃氣輪機研制為牽引，重點突破定向、單晶葉片和大型發(fā)動機機匣熔模鑄造工藝，并形成穩(wěn)定的質(zhì)量保障和產(chǎn)品供應(yīng)能力。但客觀地講，我國目前的熔模鑄造工藝是在產(chǎn)品需求的步步緊逼下被動前進的，基礎(chǔ)不扎實的問題時有暴露，突出體現(xiàn)是：對關(guān)鍵材料和核心工藝的機理性認識不足，部分工藝，如陶瓷型芯尚存在短板，特種裝備，如高溫度梯度的單晶爐還受制于人等。半個多世紀(jì)以來，國際上的熔模鑄造工藝始終伴隨著航空工業(yè)的發(fā)展而不斷進步，并將該工藝向其他高附加值鑄件領(lǐng)域擴展，例如工業(yè)燃氣輪機葉片制造等，形成了面向高附加值鑄件生產(chǎn)的先進材料成形技術(shù)體系。最近十多年，我國在航空熔模鑄造領(lǐng)域投入了大量資金，進行技術(shù)改造，裝備條件煥然一新。第7章 熔模鑄造1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國于20世紀(jì)50—60年代從前蘇聯(lián)引進了熔模鑄造工藝技術(shù)及裝備，形成了國內(nèi)熔模鑄造工業(yè)的雛形，并建立起了航空工業(yè)熔模鑄造體系。3 發(fā)展重點 技術(shù)路線（1）以復(fù)雜小型鑄件的快速試制為應(yīng)用對象，發(fā)展和完善模樣的快速原型3D打印技術(shù)和鑄型翻制技術(shù)，建立配套的原型及鑄型的材料體系，推動快速原型3D打印工程化生產(chǎn)裝備的研制；（2）以復(fù)雜小型鑄件的快速試制為應(yīng)用對象，發(fā)展和完善砂型及陶瓷型的鑄型3D打印技術(shù)，建立適用于鑄型3D打印的鑄型材料及粘結(jié)劑體系，推動快速鑄型3D打印工程化生產(chǎn)裝備的研制；（3）以復(fù)雜中型鑄件試制或小批量生產(chǎn)為應(yīng)用對象，發(fā)展快速砂型的高效率數(shù)控銑削成形技術(shù)，完善適用于快速鑄型銑削成形的鑄型材料體系，推動快速鑄型銑削成形工程化生產(chǎn)裝備的研制；（4）以復(fù)雜大、中型鑄件小批量生產(chǎn)為應(yīng)用對象，發(fā)展快速砂型的高效率低成本3D打印成形技術(shù)，完善適用于快速砂型3D打印的鑄型材料及粘結(jié)劑體系，推動快速鑄型高效率低成本3D打印工程化生產(chǎn)裝備的研制；（5）發(fā)展和研制適用于復(fù)雜鑄型快速鑄造的合金澆注及鑄造裝備，組織典型復(fù)雜鑄件的快速鑄造技術(shù)攻關(guān)，促進快速鑄造技術(shù)的應(yīng)用推廣；（6）針對典型復(fù)雜鑄件，基于快速鑄造技術(shù)對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，進一步挖掘快速鑄造技術(shù)在制造效率、產(chǎn)品性能上的潛力。德國EOS公司早在1996年就在寶馬公司安裝了EOSINT S 700 砂質(zhì)激光燒結(jié)系統(tǒng)，將快速成形技術(shù)與鑄造技術(shù)結(jié)合；Voxijet公司的大型砂型打印機，ProMaker公司的大尺寸面曝光光敏樹脂設(shè)備，效率可達到傳統(tǒng)快速成形方法的百倍；總部在美國的ExOne公司使用其開發(fā)的噴膠法砂型打印技術(shù)來建立砂型，其耗材成本較低且成形效率高，24小時即可完成一套4缸發(fā)動機所需全套砂芯和砂型的快速成形，獲得的砂型可直接組箱澆注。 國外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢伴隨著信息技術(shù)的突飛猛進，各國紛紛制訂了旨在提升國家競爭力、培養(yǎng)競爭優(yōu)勢的制造行業(yè)計劃。第6章 快速鑄造1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國鑄件產(chǎn)量從2000年起已連續(xù)多年位居世界第一，但是在技術(shù)水平及鑄件質(zhì)量等方面與發(fā)達國家相比還存在較大差距。解決高硬度過共晶高鉻鑄鐵件脆性問題，提高鉻合金耐磨鑄鐵性價比。但在簡化工藝、保證工藝穩(wěn)定性和生產(chǎn)成本控制方面值得關(guān)注。低碳含量（％～％C）的Cr12高鉻鑄鐵，淬火回火后硬度≥HRC50，具有較好的韌性，近些年在國外生產(chǎn)和應(yīng)用逐漸增多。國外生產(chǎn)和應(yīng)用的奧氏體錳鋼也是以Mn13系列和Mn17系列為主，其中屈服強度和耐磨性較高的Mn13Cr2和Mn17Cr2耐磨鋼的市場用量較大。我國等溫淬火含碳化物球墨鑄鐵（CADI），含有少量碳化物形成元素Cr，具有較高硬度、一定韌性和良好加工硬化特性，研發(fā)工作已取得階段成果。（2）耐磨損白口鑄鐵。（2）進一步加強信息化基礎(chǔ)條件建設(shè)，以豐富可靠的材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與方便快捷的交流網(wǎng)絡(luò)保證新型鑄造有色金屬復(fù)合材料的開發(fā)和應(yīng)用。鑄造有色金屬復(fù)合材料是一種有巨大發(fā)展?jié)摿Φ牟牧?，也是?dāng)前材料研究的熱點內(nèi)容，部分產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。借助現(xiàn)代計算機模擬技術(shù)，對金屬基復(fù)合材料的熱力學(xué)和動力學(xué)、強韌化機理以及基體和增強顆粒在外力作用下的變形及失效機制等進行深入研究，建立相關(guān)模型，指導(dǎo)復(fù)合材料的設(shè)計和制備。（1）界面結(jié)合。 技術(shù)研究 關(guān)鍵技術(shù)研究 攪拌法制備工藝的完善和優(yōu)化顆粒增強金屬基復(fù)合材料因其具有增強體成本低、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，近年來其機械加工工藝也得到長足的進步，進一步確立了其優(yōu)勢地位。對于鑄造鎂基復(fù)合材料，今后數(shù)年間要重點解決界面反應(yīng)、高溫氧化以及界面浸潤性等關(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）的室溫拉伸強度≥300 MPa，伸長率≥3%。國內(nèi)鑄造復(fù)合材料的應(yīng)用明顯落后于工業(yè)發(fā)達國家。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國在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)達國家相比存在較大的差距，此外，還難以進行大規(guī)模的應(yīng)用和生產(chǎn)。（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)。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5106以下。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。高性能鎂合金用轉(zhuǎn)移涂料及涂層轉(zhuǎn)移制芯技術(shù)。鈦合金熔煉所需的關(guān)鍵設(shè)備，對鈦合金熔煉和生產(chǎn)所需設(shè)備是主線，然后對鈦合金鑄造用造型材料的研究也應(yīng)該跟上，從而促進鈦合金合金的全面應(yīng)用。繼續(xù)發(fā)展第三代、第四代單晶高溫合金，促進應(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。攻關(guān)高溫鈦合金生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，逐漸擺脫對國外設(shè)備的依賴。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)。高溫和高強合金及其他牌號和用途的合金相對較少。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。鎂鋰合金還被德國、日本等國的科學(xué)家開發(fā)用于醫(yī)療器械、電子產(chǎn)品等用途。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。開展了超輕鎂鋰合金的研究。變質(zhì)處理方面，研制成功的Na鹽和Ba鹽復(fù)合長效變質(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，抗衰退能力強的優(yōu)點。5 政策建議（1）繼續(xù)實施智能裝備制造發(fā)展專項等科研政策，支持鑄造行業(yè)數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠建設(shè)，推進鑄鐵行業(yè)的重點領(lǐng)域和重點企業(yè)的發(fā)展。研發(fā)高性能的新材料，除開發(fā)新產(chǎn)品外，還應(yīng)加強對鑄鐵技術(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：硅強化鐵素體球墨鑄鐵；等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）；蠕墨鑄鐵；高強度高韌性珠光體球墨鑄鐵；高強度低溫高韌性鐵素體球鐵；高強度高彈性模量低應(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，為機械設(shè)計師等提供全面可靠的數(shù)據(jù)，選擇最佳材料。（2）開展新材料的研發(fā)和機理研究，進而掌握高性能新材料的制備技術(shù)和相關(guān)理論知識，并針對新材料制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提升我們的行業(yè)地位。各材質(zhì)鑄鐵件產(chǎn)量目標(biāo)，見表1。 國內(nèi)外的差距國內(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)達國家相比，差距主要表現(xiàn)在：（1）質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性差是我國鑄鐵件生產(chǎn)的突出問題：相同碳當(dāng)量，灰鑄鐵強度低1級；鑄件尺寸精度低12級，表面粗糙度差1級；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)，長期未列入驗收范圍；（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；。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、計算機輔助設(shè)計、綠色制造等幾大領(lǐng)域給予支持，對某些高端領(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價給予支持。（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)計模擬化；（8）熱處理技術(shù)智能化；（9）鑄鋼檢測技術(shù)可視化；（10）大型鑄鋼件生產(chǎn)技術(shù)高端化。 國內(nèi)外的差距與工業(yè)發(fā)達國家相比，目前我國大型鑄鋼件生產(chǎn)在產(chǎn)品品種、工藝水平、質(zhì)量等級以及制造裝備等整體水平方面均存在著較大差距。《綱要》由18個部分組成：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、鑄造裝備與檢測技術(shù)、環(huán)保與安全、汽車鑄件、鑄造標(biāo)準(zhǔn)。為了充分發(fā)揮《綱要》的指導(dǎo)作用，擴大《綱要》在鑄造行業(yè)技術(shù)發(fā)展方面的影響，在全國鑄造學(xué)會第九屆理事會第四次理事長工作會議上決定將《綱要》在《鑄造》雜志上全文刊登。《綱要》審查會于2015年5月17日在沈陽召開，對《綱要》每個專業(yè)領(lǐng)域進行了認真、嚴(yán)格的審查，提出了有針對性的修改和補充意見?！毒V要》審定會于2015年10月25日在長沙召開，審議通過了修改后的《綱要》。本刊在本期刊登《綱要》全文，以饋廣大讀者。其中《綱要》中的13個領(lǐng)域的規(guī)劃內(nèi)容涉及到《中國制造2025》全部五個重大工程，覆蓋了高端裝備創(chuàng)新工程10大領(lǐng)域中的8個領(lǐng)域。在大型核電設(shè)備中，主泵、核電汽輪機缸體等大型鑄鋼件多采用不銹鋼材料，其質(zhì)量要求極高，我國尚未掌握自主生產(chǎn)技術(shù)，基本依賴進口。3 發(fā)展重點 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。第2章 鑄鐵1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢鑄鐵量大面廣，企業(yè)近2萬家，2014年我國鑄鐵件產(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），%；球墨鑄鐵在鑄件中所占的比重由2004年的25%%。（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)_天爐的國產(chǎn)化及應(yīng)用；（6）環(huán)保意識差，污染大、操作人員勞動強度大。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/%20143380208012406020203500192055145041602702202536001700471700476021404鑄鐵企業(yè)數(shù)量：，到2025年達到6000家左右。（3）針對提高鐵液質(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、孕育工藝及檢測手段。（2）工藝方面。（2）推廣標(biāo)桿企業(yè)的先進技術(shù)和經(jīng)驗，提升鑄鐵企業(yè)的整體水平。新材料方面，研發(fā)成功了顆粒增強SiCp鋁基復(fù)合材料。鈦合金：開發(fā)了TC21高強韌鈦合金，為今后噸級工業(yè)規(guī)模鑄錠棒材的研制奠定了堅實基礎(chǔ)。開發(fā)了系列合金和相應(yīng)的鑄造工藝，某些點上達到國際先進水平，整體面上還是以跟蹤為主。鈦合金：波音777上惠普4084發(fā)動機和空中客車A330的惠普4168發(fā)動機的塞子及噴嘴使用的也是β21S, 高強度鑄造鈦合金β21S的應(yīng)用使每架波音777飛機減重大約74 kg。銅合金：在銅產(chǎn)品使用性能上和國外產(chǎn)品還有一定差距。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。建立多元高強高導(dǎo)銅合金的設(shè)計準(zhǔn)則，研究高強高導(dǎo)銅合金成分與組織均勻性調(diào)控機理。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。銅合金：加強高強高導(dǎo)銅合金多元復(fù)合微合金化理論及相變機制研究，建立多元高強高導(dǎo)銅合金的設(shè)計準(zhǔn)則，針對超大型艦船用螺旋槳，鑄造時加強對合金元素的精確控制，解決鑄造缺陷問題，加強熔煉方式的轉(zhuǎn)變，減少能耗，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。3 發(fā)展重點 技術(shù)路線整體來看，技術(shù)路線還是以滿足目前國內(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。高溫合金：對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。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。發(fā)展綜合性能優(yōu)異的單晶高溫合金，研究出超過現(xiàn)有合金強度和承溫能力的新型單晶高溫合金。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。繼續(xù)加強鈦的推廣應(yīng)用，包括生物醫(yī)用鈦、汽車用鈦、建筑用鈦，船舶用鈦等。東南大學(xué)試制了陶瓷纖維增強鋁基復(fù)合材料活塞，并將其應(yīng)用于汽車發(fā)動機、大馬力柴油機上，使活塞壽命提高了3～5倍，發(fā)動機功率也明顯提高，汽車油耗和尾氣排放大大減少。 問題分析與解決思路目前，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)競爭非常激烈，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爭。 銅基復(fù)合材料目前，雖然能用于制備銅基復(fù)合材料的增強體種類較多，但這些增強體與銅基體潤濕性不好，且生產(chǎn)成本偏高，因此，迫切需要尋找新的高性能、廉價的增強體材料，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。進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)。鑄造金屬基復(fù)合材料通常是以顆粒、晶須、