“一代材料，一代装备”，新材料产业是战略性、基础性产业，是新一轮科技革命和产业变革的关键领域。十年来，中国新材料产业总产值年复合增长率超过20%。国家相关部门将坚持目标导向和问题导向，持续优化新材料创新发展生态，统筹推进短板突破和材料先行，加快促进新材料产业发展壮大。

军工材料是新一代武器装备的物质基础，也是当今世界军事领域的关键技术。而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术，是现代精良武器装备的关键，是军用高技术的重要组成部分。世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视，加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。

1. 钛合金

钛合金是以钛为基加入其他合金元素形成的合金，钛合金拥有良好的耐腐蚀性、抗疲劳性及较高的比强度，并且对于航空航天装备减重具有不可替代的作用，因此被广泛应用于航空发动机、飞机、导弹等领域。为满足先进战机高速、高机动性的特点，需要在保证机体结构强度的前提下尽可能减轻重量，同时还要有较强的耐高温性能。钛合金是比强度（Strength-Weight Ratio）最大的金属材料，能够在满足先进战机较高结构强度的情况下，大幅减轻飞机重量，提高结构效率。

钛具有重量轻、比强度高、耐腐蚀等一系列优异特性，是优秀的轻质、高熔点结构材料、新型功能材料和重要的生物医用材料，在航空、航天、舰船、核能、化工、石油、冶金、电力、轻工、医疗、体育、环保及人们日常生活中广泛应用，市场前景随社会进步而日渐广阔。钛属稀有金属范畴，但钛资源丰富，能有效地满足社会发展的需要。中国、美国、俄罗斯、日本等国建立起完整的钛冶金、加工、应用和科研体系，欧洲等国也建立了先进的钛及其合金加工、应用、科研体系，为优质钛材料的生产提供了可靠的保障，因此钛是一种人们正努力研究、开发、应用的大用之材。

自20世纪60年代末以来，军用飞机的用钛量逐年增长。当前欧美设计的各种先进战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上，美国F-22战斗机用钛量更是高达41%。目前，我国第三代战斗机型的钛合金单机用量到约2.25吨，是二代机（J-8 0.2吨）的12倍；第四代战斗机单机钛合金用量可达约3.6吨。随着第四代军用战机钛合金价值量、规划用量的提高及数量增加，军用高端钛合金市场需求量有望不断提升。

随着现代战争的发展，陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下，钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量，还可以减少火炮身管因重力引起的变形，有效地提高了射击精度；在主战坦克及直升机－反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造，这既能满足产品的性能要求又可减少部件的加工费用。

在过去相当长的时间里，钛合金由于制造成本昂贵，应用受到了极大的限制。近年来，世界各国正在积极开发低成本的钛合金，在降低成本的同时，还要提高钛合金的性能。在我国，钛合金的制造成本还比较高，随着钛合金用量的逐渐增大，寻求较低的制造成本是发展钛合金的必然趋势。

钛是20世纪五十年代发展起来的一种性能优异、资源丰富的金属。随着军事工业对高强低密度材料需求的日益迫切，钛合金的产业化进程显著加快。在国外，先进飞机上钛材重量已达到飞机结构总重的30~35%。我国在“九五”期间，为满足航空、航天、舰艇等部门需要，国家把钛合金作为新材料的发展重点之一，预计“十五”将成为我国钛合金新材料新工艺的高速发展时期。

从全球市场需求结构来看，钛合金主要应用于航空工业、国防军工以及其他工业。其中，在航空工业的应用需求最大，约占50%，主要是用于飞机和发动机的制造。但是对比国内来看，钛制品需求结构存在明显差异，在拥有发达的航空航天和军工国防工业的北美和欧盟地区，尤其是美国，50%以上的钛制品需求来自于航空航天和军工国防领域。我国虽然是全球最大的钛金属生产国和消费国之一，但是我国钛制品需求大部分来自化工领域，应用主要为抗腐蚀材料，技术含量相对不高，航空航天领域高端需求，虽然近两年占比有所提升，但仍只占18.4%（1万吨）左右，远不及国际平均水平。以上数据表明，越是发达的国家，工业规模越大的国家，用钛量越大，越是技术进的国家，越是将钛材用于航空航天工业，越是使用高端的钛材。

2. 铝合金

铝合金是轻金属材料之一，是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，除具有铝的一般特性外，还具有较高的强度、良好的铸造性能和塑性加工性能、良好的导电导热性能、良好的耐蚀性和可焊性等特性。铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点，使得应用广泛，目前已在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用。

铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点，作为结构材料，因其加工性能优良，可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等，以充分发挥材料的潜力，提高构件刚、强度。所以，铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。

铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等；在航天工业中，铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料，在兵器领域，铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上，最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。

目前，我国航天航空领域和船舶制造领域的高端铝合金已经可以实现自主生产，不过由于技术积累薄弱、生产工艺控制不够等原因，产品性能均匀性较差或者合格率偏低，相较于国外成本控制还存在差距。但随着经验积累、关键技术的逐步突破，产业链正不断向高端领域深化发展。目前铝合金是仅次于钢铁的第二大金属材料，正向着高强、高韧、耐腐蚀、智能、精密、紧凑等应用方向发展。数据显示，2022年我国国内铝合金产量1218.3万吨，同比增长14.07%。

2. 镁合金

镁于铝，铜、锌，锆、钍等金属可构成合金，这是合金与纯镁比较，其力学性能更为优良，是很好的结构材料。尽管变形镁合金具有良好的综合性能，但镁是密排六方晶格，塑性加工难度大，加工成本高，因此当前变形镁合金用量远小于铸造镁合金。元素周期表中有几十种元素可与镁形成合金。

从20世纪开始，镁合金就在航空航天领域得到应用。出于镁合金可以大大改善飞行器的气体动力学性能并能明显减轻其结构重量，许多部件用其制作。一般航空用镁合金主要是板材和挤压型材，少部分是铸件。目前镁合金在航空的应用领域包括各种民用、军用飞机的民动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构及火箭、导弹和卫星的一些零部件等。随着镁合金生产技术的发展，性能会不断提高，应用范围也会不断扩大。

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。尤其在3C产品（计算机类Computer、消费类电子产品Consumer Electronic Product、通讯类Communication）、高铁、汽车、自行车、航空航天、建筑装饰、手持工具、医疗康复器械等领域应用前景好、潜力大，已经成为未来新型材料的发展方向之一。工信部在指定“十二五”期间支持发展的400多种新材料目录中，与镁相关的就有12个。

军事装备中使用镁合金可以提高结构件强度，减轻装备重量，提高武器命中率。同时，镁合金能够满足航空航天等高科技领域对材料吸噪、减震、防辐射的要求，明显改善飞行器的气体动力学性能和减轻结构重量。因而在制造飞机和陆地车辆的柜架、壁板、支架、轮毂，以及发动机的缸体、缸盖箱和活塞等零件时，经常使用镁合金，同时，镁合金也被用于制造一些军事装备，例如掩体支架、迫击炮底座和导弹等。随着镁合金研究的深入及材料性能的提高, 镁合金在兵器中的应用会越来越多。

4. 高温合金

高温合金一般是指以铁、镍、钴为基体元素，能在应力及高温（600℃以上）同时作用下，依然具备良好材料强度、抗疲劳、抗蠕变性能的一类金属材料。目前高温合金主要应用在航空发动机的四大热端部件：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，此外在机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部位也有使用。广泛的应用使高温合金成为推动航空发动机发展最为关键的结构材料，航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关。

高温合金性能优越，应用场景广泛。高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在 600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的抗疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金”。从高温合金应用领域来看：在民用工业领域，可用于柴油机增压涡轮、烟气轮机叶片和盘、冶金轧钢加热炉垫块、内燃机排气阀座等方面。此外，近年来高温合金应用面不断扩大，在石油化工、玻璃和玻纤以及机械制造等行业的应用有明显的进展。在军工领域，目前镍基高温合金是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰船和工业燃气轮机的关键热端部件材料，也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。高温合金作为军民领域重要材料，应用空间广阔，并具有重要的经济和战略意义。

据观研天下数据，2015-2020年我国高温合金市场规模由78亿元增长至187亿元，5年增长3倍。未来随着军用航空发动机内生的巨大需求规模释放，预计到2025年我国高温合金行业市场规模将达856亿元，CAGR为35.56%。

5. 超高强度钢

超高强度钢是用于制造承受较高应力结构件的一类合金钢。一般屈 服强度大于1180MPa，抗拉强度大于1380MPa这类钢一般具有足够的韧性及较高的比强度和屈强比， 还有良好的焊接性和成形性。按照合金化程度和显微组织，可分为低合金、中合金和高合金超高强度钢三类。2018年2月，研发出基于共格纳米析出强化的新一代超高强钢，荣获科技部2017年度中国科学十大进展。

中国从20世纪50年代开始试制超高强度钢。结合国内资源条件先后研制成功35Si2Mn2MoVA，40CrMnSiMoVA和33Si2MnCrMoVREA等低合金超高强度钢，这些材料已经用于制造飞机起落架和固体火箭发动机壳体等重要部件。1980年以后采用真空冶炼技术，提高了钢的纯度，先后试制成功40CrNi2Si2MoVA、45CrNiMo1VA和18Ni马氏体时效钢等。超高强度钢的研制和应用均取得了显著的进展。进入20世纪90年代以来，在新材料和新工艺的研究方面，不断有新的突破，航空和航天用高断裂韧性超高强度钢的研制和应用均取得了新进展。

6 钨合金

在金属中，钨具有最高的熔点、良好的高温强度、抗蠕变性、导热性、导电性和电子发射特性，以及较大的比重。除大量硬质合金和合金添加剂外，钨及其合金广泛应用于电子和电光源行业，也用于航空航天、铸造、武器等部门，用于制造火箭喷嘴、压铸模具、穿甲弹芯、触点、加热元件和隔热罩等。

钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。

随着科学发展进步，钨合金材料成为当今制作军事产品的原料，如子弹、装甲和炮弹、弹片头、手榴弹、猎枪、子弹弹头、防弹车、装甲坦克、军航、火炮部件、枪支等，而钨合金造成的穿甲弹更是可以击穿大倾角的装甲和复合装甲，是主要的反坦克武器。

7.金属基复合材料

金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高温性能、低的热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、优异的导电导热性在军事工业中得到了广泛的应用。铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体，而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类，其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证，如用于F-16战斗机作为腹鳍代替铝合金，其刚度和寿命大幅度提高。碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时，还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性，成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜、人造卫星抛物面天线等；碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点，可用于制作火箭、导弹构件，红外及激光制导系统构件，精密航空电子器件等；碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能，是高推重比发动机的理想结构材料，目前已进入先进发动机的试车阶段。在兵器工业领域，金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托，反直升机/反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件，以此来减轻战斗部重量，提高作战能力。

金属基复合材料问世至今已有40余年，由于具有高的比强度、比模量、耐高温、耐磨损以及热膨胀系数小、尺寸稳定性好等优异的物理性能和力学性能，克服了树脂基复合材料在宇航领域中使用时存在的缺点，得到了令人瞩目的发展，成为各国高新技术研究开发的重要领域。由于金属基复合材料加工工艺不够完善、成本较高，还没有形成大规模批量生产，因此仍是当前研究和开发的热点。