在有色金属结构材料领域，轻质、高强、大规格化以及耐高温、耐腐蚀、耐疲劳将是未来的发展方向，而新型轻合金的性能恰好符合这一发展趋势。新型轻合金主要包括铝合金、镁合金和钛合金，目前已广泛应用于电力装备、交通运输、船舶及海洋工程和航空航天领域。最近出台的《新材料产业“十二五”发展规划》指出，高性能轻型合金材料将是新材料“十二五”规划中重点发展的新材料之一，并配套专项工程予以支持，还将建设三大新型轻合金材料基地，重点满足航空航天、轨道交通和汽车轻量化等交通运输装备的需求。由此来看，铝、镁、钛合金作为新材料产业的“轻骑兵”，将在相关产业政策的扶持下迎来发展的“黄金期”。
三大领域共同拉动铝合金需求
2010年，全球铝消费4112万吨，消费量在金属中仅次于钢铁。同时，在过去20年中，铝也是基本金属中消费总量增长最快的品种。“十二五”期间，航空航天、轨道交通、汽车轻量化三大领域的高速发展将对新型铝合金构成强劲需求。
与钛合金相比，铝合金目前成本更低、加工技术更加成熟，其在未来仍将是航空航天结构材料的首选。目前在飞机的结构材料中，铝合金材料占比一般在20%～80%，尤其在民用客机中，铝合金的应用比例仍维持高位。据《中国新材料产业发展报告（2010）》预测，未来10年我国客机每年将需要单通道飞机100多架，对100座级～125座级的单通道飞机的需求将超过300架，150座级～175座级单通道飞机超过1000架，我国国产飞机的发展必将为铝合金材料开启广阔市场空间。
新型铝合金具有轻质、比强度高、长寿命的特性，随着大型空心薄壁铝材轧制技术的日趋完善，使其逐渐成为目前高速列车车体最理想的材料。与钢铁车体相比，铝合金车体可以实现减重45%~50%，使用寿命延长10年以上。目前，世界各国逐渐停止制造碳钢车体，转向制造不锈钢和铝合金车体。而不锈钢车体密封性差的缺点使其在高速列车上的应用受阻，铝合金车体已成为大势所趋。
汽车轻量化将使其在节能减排、提高汽车性能、新能源应用等方面作出重要贡献。铝合金的密度只有2.68克/立方厘米，仅为钢的30%，在等弯曲刚度条件下，铝对钢的厚度比为1.43，铝的减重潜力是49%；在等弯曲强度的条件下，铝对钢的减重潜力是38%。由此可见，高性能汽车用铝合金是汽车轻量化的理想材料。
汽车轻量化使镁合金前景广阔
世界上70%的镁合金用于汽车工业。作为最轻的金属结构材料，镁合金比铝合金具有更高的减重潜力，单车用镁量提升空间也比铝更为广阔。据研究，汽车使用燃料的60%消耗在汽车自重上，如果汽车减重10%，其燃油消耗可降低6%~8%，尾气排放下降4%。据有关测算，每使用1千克镁，可使轿车在寿命期内减少30千克的尾气排放。
除了减重潜力大之外，镁还和铝一样，是绿色环保材料，可循环回收利用。并且，镁合金还拥有良好的阻尼减震性能和电磁屏蔽性能，可以达到明显的减震、降噪效果，比铝合金在汽车零部件上的应用范围更为广泛。
目前，我国汽车镁合金产业的总体技术水平不高，平均单车用镁量不足1千克，远不及国外。经过近几年的发展，已有20余种汽车零部件可以采用镁合金生产。但是考虑到我国已成为汽车生产和消费的全球第一大市场，中长期内汽车需求仍很强劲，预计到2020年，我国汽车产量将会超过2000万辆，如果单车用镁量达到10千克，国内汽车业对镁的年需求量将会超过20万吨。随着新能源汽车成为国家战略新兴产业，未来几年镁合金的需求有望高速增长。
大飞机国产化开启钛合金市场
目前，钛合金已成为第三代飞机机体结构材料的主力军，并且已在飞机发动机领域确立了重要地位。特别是在军工领域，钛合金的用量更大。作为飞机心脏的发动机之一的F119发动机，其用钛量占结构总重量的39%，最先进的战斗机F-22，钛材用量占飞机结构总重量的41%，而1艘战船的用钛量也已超过1000吨，用钛量已成为武器先进性的重要标志。
随着未来对民用大飞机和军用飞机的需求逐年上升，钛合金在航空航天领域的消费占比提升空间广阔。2009年，美国钛合金在航空领域的消费占比高达55%，而我国钛合金还主要应用于较为传统的化工领域，航空领域仅占10%。2010年，我国钛材总消费量仅2.88万吨，随着我国大飞机战略的推进以及商用飞机进入国产化阶段，保守估计，仅商用飞机用钛领域未来规模就将达到7.2万吨~18万吨。军用飞机领域，优越的飞机性能对于发动机和机身材料的要求更高，钛合金的使用比率也会更高。
目前我国金属材料产业正处于航空航天材料、现代轨道交通材料和汽车轻量化材料发展的“黄金时期”。而新型轻合金材料正是满足航空航天、现代轨道交通和汽车轻量化需求的关键材料，必将迎来新的发展机遇，从而推动新材料产业不断迈上新的台阶，使我国由原材料工业大国向强国转变。
来源：中国冶金报
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