国内外发展现状及发展趋势
有色金属基复合材料具有高的比强度和刚度，良好的耐磨性和阻尼性，在工程和交通运输等领域有着非常广泛的应用。金属基复合材料还具有很好的可设计性，通过改变增强体的类型、表面状态、体积分数以及基体材料，就能够满足不同应用领域服役的需要。
1.1 国内发展现状及发展趋势
我国在20世纪80年中期就开展了铸造复合材料方面的研究，并取得了一定的成果，但所制备材料的物理性能与发达国家相比存在较大的差距，此外，还难以进行大规模的应用和生产。东南大学试制了陶瓷纤维增强铝基复合材料活塞，并将其应用于汽车发动机、大马力柴油机上，使活塞寿命提高了3～5倍，发动机功率也明显提高，汽车油耗和尾气排放大大减少。与普通铝合金材料相比，这种陶瓷纤维增强铝基复合材料的高温抗拉强度提高了20%～40%，线膨胀系数降低了20%。
1.2 国外发展现状及发展趋势
Alcan公司于1995年生产SiCp/Al复合材料汽车刹车片并在丰田汽车中得到应用，Cercast公司生产的SiCp/A357复合材料已经应用于飞机摄像镜方向架上，美国开发了SiCp/Al复合材料制造的汽车齿轮箱。俄罗斯在此方面的研究也走在前列，其航空航天总部已成功地将SiCP/Al复合材料应用在飞机起落架和翼前缘加强筋上。日本主要开发了铝基复合材料在汽车零部件中的应用。
1.3 国内外的差距
国外在铸造复合材料方面的研究较早，获得了较多的应用。国内铸造复合材料开展的工作主要都侧重于基础研究，对中试到工业生产的环节，缺少相应的支持和生产企业的参与，制约了铸造金属基复合材料的生产和应用。国内铸造复合材料的应用明显落后于工业发达国家。
1.4 问题分析与解决思路
目前，复合材料产业竞争非常激烈，随着大量聚合物复合材料的发展，传统金属材料不仅需要自身的发展与完善，还面临大量高性能非金属材料的竞争。铸造界要与工程界加强联系和沟通，充分了解对铸造复合材料的需求，强化产学研合作，围绕重点产品开展中试和生产工作，加快现有成熟铸造复合材料技术的产业化转移，紧跟国际先进水平，进一步提高工艺的稳定性和复合的材料性能。同时，开拓创新，研发具有自主知识产权的铸造复合材料制备技术和生产工艺。
发展目标
2.1 铝基复合材料
“十三五”期间，需要进一步提高铸造铝基复合材料的比强度、比刚度等性能，同时降低生产成本，有效控制铸造过程中基体与增强颗粒之间的界面反应，同时还需要突破铝基复合材料的机加工和回收利用等技术问题。高强韧铸造铝基复合材料（以A356合金为基体）应达到以下主要指标：室温拉伸强度≥330 MPa，屈服强度≥275 MPa，伸长率≥12%；铸件合格率≥98%。耐热耐磨铸造铝基复合材料应达到以下主要指标：室温拉伸强度≥290 MPa，高温（350 ℃）拉伸强度≥110 MPa；产品成品率不低于90%。
2.2 镁基复合材料
铸造镁基复合材料在高于镁熔点条件下制备，镁基体与增强体之间通常浸润性差，甚至不浸润，必须设法对纳米颗粒进行适当的表面处理以改善与基体的浸润性，但须重视外加增强体在高温下发生的界面反应，同时避免添加过程中镁的氧化。对于铸造镁基复合材料，今后数年间要重点解决界面反应、高温氧化以及界面浸润性等关键技术问题，高性能铸造镁基复合材料（以ZM5合金为基体）的室温拉伸强度≥300 MPa，伸长率≥3%。
2.3 铜基复合材料
目前，虽然能用于制备铜基复合材料的增强体种类较多，但这些增强体与铜基体润湿性不好，且生产成本偏高，因此，迫切需要寻找新的高性能、廉价的增强体材料，解决其与铜基体间的界面结合问题，开发新型的工艺简单、成本低廉的铜基复合材料制造技术，提高材料的性能和生产率，降低生产成本。“十三五”期间，铸造铜基复合材料应达到的主要性能指标有：拉伸强度≥600 MPa，导电性≥80％纯铜。
2.4 钛基复合材料
钛基复合材料以其高的比强度、比刚度和抗高温特性，在未来的航空航天技术上有着强大的应用潜力，是一项高难度、长远而带有方向性的高技术，必须给予足够的重视。制备高性能复合材料，是钛基复合材料的发展目标，但钛及其合金性质活泼，它几乎可以与所有的陶瓷增强相发生反应，反应严重时会破坏增强相与基体间的界面结合状态，影响复合材料的力学性能。因此，降低和抑制基体和增强相的相互作用是铸造钛基复合材料的组成和制备过程中需重点关注的问题。铸造钛基复合材料未来产业化的主要性能指标：弹性模量115~125 GPa，屈服强度700~1 000 MPa，抗拉强度900~1 200 MPa，伸长率3%~5%。。
发展重点
3.1 技术路线
采用铸造工艺制备复合材料，主要有搅拌铸造法、挤压铸造法、浸渗法、原位（或内生）复合法，以及用于回转体零件的离心铸造法。
3.2 技术研究
3.2.1 关键技术研究
3.2.1.1 搅拌法制备工艺的完善和优化
颗粒增强金属基复合材料因其具有增强体成本低、材料性能各向同性、制造成本低，可应用传统的铸造技术大规模生产，还具有高的比强度和比模量，以及耐磨、耐热和耐腐蚀等优良性能，近年来其机械加工工艺也得到长足的进步，进一步确立了其优势地位。进一步完善搅拌法制备工艺，加快该技术的产业化开发。
3.2.1.2 浸渗制备工艺
熔体浸渗法制得的材料密度比较均匀，熔融金属冷却决，制备过程周期短，减轻了颗粒界面反应，材料性能较高，可以制备出高体积分数增强体的金属基复合材料，同时可以减轻或弥补疏松、气孔等铸造缺陷。瞄准该技术适用的材料和零件，拓展工艺技术的应用。
3.2.1.3 原位反应法
原位反应法避免了传统工艺中将增强相直接加入基体时，由于基体与增强相的润湿性差，易出现缩孔缩松等缺陷等问题，简化了制备工艺，从20世纪80年代中后期以来，引起材料研究人员的广泛兴趣，得到大量研究，就继续强化反应过程的调控，最终实现对材料性能的可控制备。
3.2.1.4 局部复合材料
零件的失效常常是由于表面或局部部位的损伤引起，因此，只需要提高零件表面或局部区域的性能，就能有效延长零件的服役时间。结合铸造有色金属的特点，研发适用的反应体系和制备工艺技术。
3.2.2 共性技术研究
复合材料都是由两种或两种以上材料复合而成，不同的材料复合方法、材料之间的界面、材料相互的分散方式等都影响材料的性能，如何对复合材料的性能进行预测和控制，也是复合材料的研究热点；另一方面，还要考虑材料的循环利用，以下为未来铸造有色金属基复合材料研究的共性技术。
（1）界面结合。铸造金属基复合材料通常是以颗粒、晶须、纤维为增强体，进一步探索控制增强体和基体界面行为的有效手段，优化界面结构，提高“界面”对材料性能的贡献。在侧重于增强体与基体的结合界面及增强体在基体中的分布研究之外，强化对基体和增强体性能同步提高的研究。
（2）界面反应。研究增强体和金属液的界面润湿性和反应程度的控制途径，尤其是在高温制备条件下的界面反应需控制在一个合适的程度。
（3）创新工艺。注重不同工艺技术的结合与融合，开展新型铸造复合材料合成、成形工艺技术研究，研究低成本、短流程的复合成形技术，简化制备工艺，进一步降低生产成本。
（4）性能预测。借助现代计算机模拟技术，对金属基复合材料的热力学和动力学、强韧化机理以及基体和增强颗粒在外力作用下的变形及失效机制等进行深入研究，建立相关模型，指导复合材料的设计和制备。
（5）注重应用。在实验研究的基础上，注重制备工艺的放大和工程化研究，应结合实际工程应用选择恰当的铸造成形工艺方法。
（6）循环利用。解决金属基复合材料与环境的适应性问题，实现复合材料废料的回收和再生循环利用。
重点项目
铸造铝、镁、铜、钛基复合材料应用领域广，但不同应用领域对材料性能的要求差别也很大。此外，复合材料的制备近年来也朝着不同方法复合的方向发展，如原位反应浸渗法，在浸渗过程中发生一定的反应，生成原位复合材料；定向增强复合材料，采用具有定向孔结构的陶瓷增强体制备复合材料等。今后铸造有色金属基复合材料的发展，应关注一些重点技术和产品。
铸造有色金属复合材料是一种有巨大发展潜力的材料，也是当前材料研究的热点内容，部分产品已经实现了工业化规模生产。但目前铸造有色金属复合材料过窄的应用领域已很难适应现代工程结构的要求。根据不同的工作条件和性能要求，选择适当的基体和增强体进行优化设计，以拓宽铸造有色金属复合材料的应用领域，是需要解决的重点问题。结合国家发展战略和人民群众日常生活需要，围绕航空航天、高铁、城铁等交通运输行业，新能源汽车和汽车轻量化，海洋工程等重点领域开展研究，关注铸造有色金属复合材料的性能与功能的多元化、材料制备与成形技术的一体化、结构与功能的一体化，积极研发可应用于电子封装、汽车零部件、航空航天、国防领域、精密和光学仪器、海洋工程等方面的铸造有色金属复合材料，积极推进钛基复合材料的研发，加快铸造有色金属复合材料的产业化。
政策建议
我国除树脂基复合材料外，包括铸造有色金属复合材料在内的其他复合材料，研究和产业化基础薄弱，与国外差距相当大。国内有许多高校和科研单位从事铸造复合材料的研究，但研究历史较短，实验室研究多，中试和生产开发较少，从实验室向工业化发展还有较长的路。在此方面的进展和突破，需要企业的参与，以及政府在资金、财税、信贷等方面的引导、扶持和相关政策支持。
（1）切实推进铸造有色金属复合材料成果孵化和产业化，提高相关产业的技术水平和产品性能，拓展材料的应用范围。
（2）进一步加强信息化基础条件建设，以丰富可靠的材料基础数据与方便快捷的交流网络保证新型铸造有色金属复合材料的开发和应用。
（3）落实相关科技创新激励措施，保障科技人员、投资者和中介机构的合法利益，调动各方面投入的积极性。