【正文】 一代航天器的需求，海洋平臺所用的鈦合金，既要求高抗拉強(qiáng)度，也需要耐腐蝕。 問題分析與解決思路以《中國制造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，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料、新工藝和新裝備。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產(chǎn)權(quán)的合金品種較少。整體來看，國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。銅合金：德國、西班牙等歐洲國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。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。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MgGdYZr系鎂合金材料在性能方面已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。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。4 重點(diǎn)項(xiàng)目 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)。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。（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)。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?！爸袊圃?025”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。4 重點(diǎn)項(xiàng)目 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。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)型升級或淘汰落后、污染嚴(yán)重、技術(shù)含量低的企業(yè)。我國鑄鋼市場也是產(chǎn)能過剩，由于受到勞動力、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，市場競爭越來越激烈，許多中小企業(yè)步履艱難，面臨重新洗牌局面。對于在裝備制造業(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、提升核心競爭力的重要機(jī)遇期。《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)。全國鑄造學(xué)會秘書處確定了《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”和“編制工作委員會”?！毒V要》作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展專題規(guī)劃，納入由中國鑄造協(xié)會組織編制的《鑄造行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃建議》。2014年我國鑄件總產(chǎn)量達(dá)到4620萬噸，%，連續(xù)15年位居世界鑄件產(chǎn)量第一大國。《綱要》突出了戰(zhàn)略性和宏觀性，具有針對性和可操作性，可作為中國鑄造行業(yè)2016—2020年鑄造技術(shù)發(fā)展的指南。在某些高端鑄件熔煉過程中針對有害元素及成分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)優(yōu)化問題工程數(shù)據(jù)缺乏。 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)。（1）質(zhì)量控制和檢測（特別是在線檢測）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，并在國際競爭中取得明顯優(yōu)勢；（5）部分產(chǎn)品的性能達(dá)到了國際先進(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)備和檢測手段；（8）一大批企業(yè)使用了國際水平的熔化、造型和檢測設(shè)備。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。 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，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。（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：球化級別2~3級，鐵素體含量≥90%，碳化物+磷共晶≤%；如QT40018材質(zhì)鑄件的性能指標(biāo)要求在40 ℃的沖擊功≥12 J。（3）質(zhì)量方面。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。銅合金：國內(nèi)許多單位研究CuCrZr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。我國自行開發(fā)的高Nb鈦鋁合金也開始應(yīng)用。美國Almex公司采取了惰性氣體就地預(yù)熱、惰性氣體對鋁液進(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。在低溫鈦合金的開發(fā)方面美國后來居上，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。我國銅合金生產(chǎn)廠對產(chǎn)品成分精確化控制的能力有待提高。目前國內(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。鎂合金：建議改變以型號為主導(dǎo)的投入模式，加強(qiáng)對共性科學(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。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)動機(jī)的研制提供支持。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)，滿足國防和民用需求。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。 技術(shù)研究 關(guān)鍵技術(shù)研究鋁合金：針對目前我國鑄造鋁合金發(fā)展中存在的主要問題，結(jié)合國家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展需求，鑄造鋁合金應(yīng)開展的研究內(nèi)容包括如下方面：①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，得到合金成分對其組織與演變的影響特征，掌握合金成分與性能的對應(yīng)關(guān)系；②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；③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)。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。鋁合金鑄件澆注成形過程實(shí)時(shí)監(jiān)測及可視化技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)澆注成形過程中對含氣量、溫度、體積分?jǐn)?shù)及凝固狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，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。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)動機(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)單晶渦輪葉片、定向柱晶葉片。發(fā)展競爭力更強(qiáng)的鈦合金，發(fā)展方向是高性能化、多功能化和低成本化。 國外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢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，美國開發(fā)了SiCp/Al復(fù)合材料制造的汽車齒輪箱。同時(shí)，開拓創(chuàng)新，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鑄造復(fù)合材料制備技術(shù)和生產(chǎn)工藝。 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、長遠(yuǎn)而帶有方向性的高技術(shù)，必須給予足夠的重視。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。（2）界面反應(yīng)。（6）循環(huán)利用。結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略和人民群眾日常生活需要，圍繞航空航天、高鐵、城鐵等交通運(yùn)輸行業(yè)，新能源汽車和汽車輕量化，海洋工程等重點(diǎn)領(lǐng)域開展研究，關(guān)注鑄造有色金屬復(fù)合材料的性能與功能的多元化、材料制備與成形技術(shù)的一體化、結(jié)構(gòu)與功能的一體化，積極研發(fā)可應(yīng)用于電子封裝、汽車零部件、航空航天、國防領(lǐng)域、精密和光學(xué)儀器、海洋工程等方面的鑄造有色金屬復(fù)合材料，積極推進(jìn)鈦基復(fù)合材料的研發(fā)，加快鑄造有色金屬復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化。材料磨損以磨料磨損最為嚴(yán)重，本規(guī)劃所述的鑄造耐磨材料及耐磨鋼鐵鑄件主要指用于磨料磨損工況的材料和零部件。我國又研發(fā)了中鉻硅耐磨鑄鐵和適于鑄態(tài)應(yīng)用的低鉻耐磨鑄鐵，并已批量生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用。我國雙液雙金屬材料、鑲鑄復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。其中標(biāo)準(zhǔn)含碳量的ZG120Mn1ZG120Mn17Cr2還被列入了奧氏體錳鋼鑄件國際標(biāo)準(zhǔn)。采用AOD爐等精煉工藝技術(shù)以提高合金鋼綜合性能，是國外生產(chǎn)此類鑄鋼的先進(jìn)技術(shù)。 問題分析與解決思路我國鑄造耐磨材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)與世界先進(jìn)水平還有5～10年的差距，產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力不夠與技術(shù)投入不足是這種差距的主要原因，為此我國部分耐磨材料企業(yè)只能處于產(chǎn)業(yè)低端從事來料加工業(yè)。含碳化物球墨鑄鐵合金設(shè)計(jì)與組織控制，提高材料硬韌性能和拓展應(yīng)用工況。北京航空航天大學(xué)和大連理工大學(xué)研究了覆膜砂的SLS成形技術(shù)。早在20世紀(jì)90年代，美國、日本以及西歐等國家就開始研究并利用快速原型技術(shù)進(jìn)行快速精密鑄造。 國內(nèi)外的差距我國快速鑄造技術(shù)研究水平總體處于國際第一陣營，但在如下幾個(gè)方面還存在差距：（1）在裝備技術(shù)與成形工藝方面，鑄型的成形效率、強(qiáng)度、精度和表面質(zhì)量，成形設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和易用性等方面還存在差距；（2）模樣及鑄型材料對鑄件的性能指標(biāo)有重要影響，然而目前國內(nèi)在適用于快速鑄造的鑄型材料方面缺乏關(guān)注和研究；（3）在應(yīng)用層面，快速鑄造的普及程度遠(yuǎn)不及美歐日，與快速鑄造匹配的鑄造工藝與裝備的研究相對缺乏；（4）對快速鑄造成形的效用評估以及相適應(yīng)的鑄件結(jié)構(gòu)優(yōu)化缺乏重視。4 重點(diǎn)項(xiàng)目 重點(diǎn)技術(shù)（1）面向快速鑄造的鑄件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；（2）快速原型高精度模樣的高效3D打印技術(shù)；（3）面向快速陶瓷型制造的陶瓷漿料擠出成形技術(shù)和激光直接燒結(jié)成形技術(shù)；（3）面向快速砂型制造的微滴樹脂噴射靈活控制技術(shù)。針對高溫合金定向凝固及單晶制造技術(shù)，我國也開展了長期研究，不僅開發(fā)出系列合金，還在成形工藝、凝固控制及模擬仿真方面取得實(shí)用性成果。20世紀(jì)90年代初，臺灣的一般商業(yè)鑄件硅溶膠熔模鑄造生產(chǎn)技術(shù)引入大陸，帶動了出口熔模鑄件生產(chǎn)的繁榮。發(fā)達(dá)國家的熔模鑄造工藝具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：（1）工業(yè)及產(chǎn)學(xué)研體系完善，專業(yè)化分工明確；（2）持續(xù)的工藝機(jī)理研究，促進(jìn)了工藝實(shí)踐的精細(xì)化控制；（3）重要合金及關(guān)鍵原材料保持高水平研發(fā)。由于體制原因，我國針對高附加值鑄件研究的工藝向一般商用鑄件生產(chǎn)輻射不足，而更大數(shù)量的一般商用鑄件生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)力量不足。不斷提升滿足鑄件要求持續(xù)提高的工藝革新能力。支持核心制造企業(yè)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力提升，強(qiáng)化現(xiàn)場工藝檢測和控制能力。 壓鑄件合金材料壓鑄件合金材料主要以有色金屬及其合金為主，壓鑄鋁合金用量最為突出。 壓鑄設(shè)備汽車工業(yè)的高速發(fā)展，大型和高端壓鑄件需求增加，推動了國產(chǎn)壓鑄機(jī)技術(shù)的提高，高壓射速度、較短的建壓時(shí)間、實(shí)時(shí)控制壓射系統(tǒng)、4000 t大型壓鑄機(jī)、自動化周邊配套設(shè)備和壓鑄單元等陸續(xù)推出市場，拉近了與國外先進(jìn)設(shè)備的差。壓鑄鎂合金材質(zhì)和性能的研究進(jìn)一步深入，對汽車鎂合金壓鑄件的應(yīng)用開發(fā)進(jìn)一步加大。專項(xiàng)政策支持關(guān)鍵原輔材料及裝備的專業(yè)化研發(fā)與供應(yīng)。 共性技術(shù)研究（1）熔模鑄造模料優(yōu)化及產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；（2）耐受高溫及高活性金屬作用的型殼、型芯體系及相關(guān)制備技術(shù)；（3）基于熔模鑄造工藝條件的傳熱介質(zhì)熱物性參數(shù)測量技術(shù)；（4）復(fù)雜熔模鑄件及特殊澆注條件下澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；（5）熔模鑄件全工藝過程的熱力分析與檢測技術(shù)；（6）復(fù)雜熔模鑄件缺陷檢測及矯形、修復(fù)技術(shù)；（7）高可靠性要求鑄件的缺陷敏感性分析與損傷容限設(shè)計(jì)技術(shù)；（8）高柔性、自動化工藝裝備與技術(shù)；（9）復(fù)雜型芯系統(tǒng)的高效、高精度清理技術(shù)；（10）熔模鑄造工藝的節(jié)能、環(huán)保技術(shù)應(yīng)用；（11）3D打印技術(shù)在熔模鑄造中的應(yīng)用。2 發(fā)展目標(biāo)在熔模鑄造工藝中，兩類產(chǎn)品具有典型意義：一是工作溫度不斷提高的航空發(fā)動機(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫渦輪葉片；二是尺寸不斷加大的航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣。 國內(nèi)外的差距我國熔模鑄造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，主要差距體現(xiàn)在以下方面：（1）工藝機(jī)理研究不夠深入，特別是隨著產(chǎn)品要求的不斷提高，工藝精細(xì)化控制成為制造成敗的關(guān)鍵；工藝過程的基本物理、化學(xué)變化不了解，就經(jīng)常出現(xiàn)控制不到位，產(chǎn)品質(zhì)量波動大的問題；（2）重要合金和關(guān)鍵原輔材料與先進(jìn)國家相比，還存在性能指標(biāo)和穩(wěn)定性方面的差距；（3）復(fù)雜型芯制造技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國家；（4）關(guān)鍵裝備的制造水平，特別是重點(diǎn)控制參數(shù)不到位，影響制造工藝的穩(wěn)定性，國產(chǎn)裝備自動化和可靠性程度低；（5）數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用不夠深入，關(guān)鍵熱物性參數(shù)積累不足；（6）產(chǎn)學(xué)研體系存在一定問題。在對外交流的過程中，通過引進(jìn)技術(shù)和合資方式，我國汽車渦輪增壓器渦輪鑄造形成了一定規(guī)模。與國際上熔模鑄造技術(shù)發(fā)展類似，航空工業(yè)發(fā)展是我國熔模鑄造高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要源動力，相關(guān)研究單位在航空葉片及其他關(guān)鍵鑄件生產(chǎn)工藝方面開展了大量工作，也積極跟蹤國際上的最新發(fā)展。 重點(diǎn)產(chǎn)品