新材料在军工方面的研究现状和发展趋势

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1、新材料在军工方面的研究现状和发展趋势摘要：随着现代军事科技的不断发展，促使各国对武器装备的性能提出了更高的要求。由于军用新材料能够满足武器材料强韧化、轻量化、多功能化和高效化的发展要求，促使军工新材料的研究十分繁荣。本文主要综述了国内外军用结构新材料和功能新材料的研究进展，并对未来军用新材料的研究趋势进行了总结。关键词：军用新材料，钛合金，高强度钢，纳米隐身材料，磁性材料1前沿新材料是指那些新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能的材料。新材料的研制、开发与应用不仅构成对高技术发展的推动力，而且也成为衡量一个国家科技

2、水品的高低的重要标志。因此，新材料是技术革命与创新的基石，是社会现代化的先导。现代高新技术对新材料的依赖越来越多，这使得发达国家和发展中国家都争相将新材料列为高新技术优先发展的领域和关键技术，各国都采取各种措施，力争抢占新材料技术的“制高点”[1]。新材料的出现和应用又为国防安全提供了保证。国防科一直都是高、精、尖技术的集合，新材料是高技术的先导和基础。纳米材料出现使微型武器出现在战场，先进高分子材料出现使洲际导弹的出现成为可能，新型锂离子电池材料的出现让“无人机”出现在人们的视野，而非晶软磁合金材料大大提高了一些精密武器的工

3、作环境。由此可见，新材料也是军事工业发展的重要促进力量，是新型武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术。所以，对新材料在军工方面的研究现状总结和发展趋势的展望，对促进我国军事工业的发展有重大意义。2军用结构材料军用新材料按材料性能和用途可分为结构材料和功能材料两大类,主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀和抗辐射等性能要求,目前在军事领域应用的结构材料主要有以下几类。2.1先进金属结构材料2.1.1变形镁合金6变形镁

4、合金有很高的比强度、比刚度和塑性，是航空航天领域中最有前途的金属结构材料之一，座舱架、吸气管、导弹舱段、壁板、蒙皮、直升机上机闸等大都采用镁理合金制件。有研究表明采用镁合金部件代替铝合金，可以解决铝合金机翼的疲劳问题。目前，对于镁合金的研究和开发已基本成熟，多个品牌的变形镁合金已经开发出来。例如：耐热镁合金、耐蚀镁合金、阻燃镁合金、高强韧镁合金以及超轻变形Mg-Li合金。其中，镁锂合金的研究十分活跃，美国、日本、俄罗斯在理论和应用开发方面都做了不少研究，我国也有一些单位进行前期研究，如东北大学和哈尔滨工业大学。目前主要应用在歼

5、击机和枪械方面。如喷气式歼击机“洛克希德F-80”以及“B-36”轰炸机都应用这类镁合金。耐热镁合金目前主要在往稀土镁合金方向研究，如美国开发的QE22和WE44镁合金具有相当高的高温强度，以运用到直径1m的“维热尔”火箭壳体的制作上，提高了其飞行性能。阻燃镁合金目前的研究也是向稀土化方向发展。2.1.2先进钛合金钛是20世纪80年代走向工业化生产的一种重要金属。也是一种对经济和国防具有重要意义的新型金属。钛合金与镁合金相似，它密度小、强度高、耐高温和抗腐蚀性好等优点，在航空航天和军事领域中获得了广泛应用，包括军用、民用飞机、

6、航空发动机、导弹。舰艇、核反应堆以及轻型火炮等。为了扩大钛合金在军事方面的用途，主要进行了以下几个方面的研究。（1）高强韧性，美国开发的Ti1023钛合金抗拉强度高、断裂韧性高、耐疲劳性好、锻造性能优良，已应用在B777飞机起落架系统和火箭发动机推进剂储箱和导管等部件。（2）耐高温性，这项工作开始于20世纪50年代初期，英国、美国和俄罗斯在这方面具有先进水平，英国的IMI829、IMI834钛合金，美国的Ti100、俄罗斯的BT18Y、BT36、BT37已经用在了军用飞机发动机上。（3）阻燃性，20世纪80年代美国的两家公司研

7、制出对持续燃烧不敏感的钛合金AlloyC（Ti-1270），它具有较高的室温强度，并具有良好的室温和高温塑性、蠕变和疲劳性能，已用于F119发动机。我国研制的Ti-40阻燃性能与美国的Ti-1270相当，也用于我国新型的战斗机发动机上。2.1.3超高强度钢超高强度钢是屈服强度和抗拉强度分别超过1200Mpa和1400Mpa的钢,它是为了满足飞机结构上要求高比强度的材料而研究和开发的。Aermetl00是美国Carpenter技术公司研制的高合金超高强度钢。已披用于F-22、F-18E/F等先进飞机的起落架。美国近期又开发出一种

8、后继钢，称Aermet310，比Aermet100强度高10％，,其特点是塑性好、扩孔率高，具有优良的翻边成形性能和稳定的力学性能。可应用于各类加强件、臂类与梁类零件。ERW和HISTORY是JFE针对飞机悬架系零部件开发的高强度钢管，强度级别也是7806MPa。该材料具有良