材料作為武器裝備的基本構(gòu)成，是決定武器裝備性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一，也是加快武器裝備升級換代、確保實戰(zhàn)適用性和降低全壽命期總費用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著武器裝備的輕量化發(fā)展，高性能輕質(zhì)材料的研發(fā)力度和應(yīng)用需求持續(xù)增強，一系列鋁合金、鈦合金、鋁鋰合金、鎂合金以及先進復合材料等輕質(zhì)材料在型號上的應(yīng)用比例不斷提升，如我國新一代飛機輕質(zhì)材料用量占機體總重量的2/3以上�？梢哉f，輕質(zhì)材料的工程應(yīng)用水平反映了一個國家材料科學發(fā)展的綜合水平，也是實現(xiàn)裝備結(jié)構(gòu)輕量化、高機動性、高生存力的重要保證。
　　材料在使用過程中由于各種嚴酷自然環(huán)境和局部誘發(fā)環(huán)境的長期累積作用，會發(fā)生不可逆的物理化學變化，引起裝備關(guān)重結(jié)構(gòu)性能或功能下降，嚴重時甚至影響到武器裝備的戰(zhàn)技性能及安全可靠服役，因此，全面掌握材料的環(huán)境適應(yīng)性底數(shù)并作為裝備設(shè)計依據(jù)，是研制“好用、管用、耐用、實用”裝備的重要前提。過去由于缺少材料的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)，對材料的環(huán)境損傷行為、演變規(guī)律與失效機理了解不充分，導致武器裝備環(huán)境適應(yīng)性一體化設(shè)計依據(jù)不足，通過鑒定定型的裝備列裝部隊后仍然暴露出一系列環(huán)境適應(yīng)性問題，嚴重影響裝備作戰(zhàn)效能的正常發(fā)揮，并造成巨大的經(jīng)濟損失，據(jù)公開報道，美國總審計局在2003年向國會提交的報告（GA0-03-753）中指出，美軍裝備及基礎(chǔ)設(shè)施因環(huán)境不適應(yīng)產(chǎn)生的直接損失每年約為200億美元。中國工程院重大咨詢項目“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”的研究報告表明，2014年我國因腐蝕直接損失和防腐蝕投入產(chǎn)生的總成本約占當年GDP的3.34%，總額超過2.1萬億元人民幣。正是這些高昂的代價和教訓促使人們不斷提高對材料乃至裝備環(huán)境適應(yīng)性的重視程度，逐步將材料環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)資源建設(shè)作為一項長期的基礎(chǔ)工作來抓。
　　材料的環(huán)境適應(yīng)性是其固有的內(nèi)在因素在一定外在使用條件下的綜合反映，不同材料因成分、組織、制造工藝的差異會表現(xiàn)出不同的環(huán)境損傷行為，加之結(jié)構(gòu)設(shè)計因素復雜，可能出現(xiàn)多種損傷模式、多種損傷機制并存的情況，給設(shè)計選材、結(jié)構(gòu)細節(jié)設(shè)計、表面防護和使用維護帶來很大困擾，而環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)是解決這些困擾的重要基礎(chǔ)。為了獲得充足的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)，“十五”期間以來，國防科技工業(yè)自然環(huán)境試驗研究中心（以下簡稱中心）在相關(guān)科研項目和型號項目支持下，利用覆蓋我國典型／極端氣候環(huán)境和海域的自然環(huán)境試驗站網(wǎng)體系，通過統(tǒng)一試樣加工要求、試驗要求、測試標準方法，力求數(shù)據(jù)采集規(guī)范化、數(shù)據(jù)格式標準化、數(shù)據(jù)處理可視化，從多個維度真實反映了材料性能參數(shù)時間歷程變化態(tài)勢和動力學規(guī)律，并利用大數(shù)據(jù)分析方法，進一步挖掘、揭示蘊藏在海量數(shù)據(jù)中的環(huán)境作用機理及數(shù)據(jù)間的因果關(guān)系，提升了數(shù)據(jù)的科學價值和工程應(yīng)用價值。
　　長期以來，雖然相關(guān)單位陸續(xù)開展了部分材料、工藝、結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性研究，采集積累了材料平均腐蝕速率、抗拉強度、沖擊強度、斷裂韌度等基本性能變化數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)大多分散于各個單位，數(shù)據(jù)系統(tǒng)性、完整性有待提高，尚未得到有效共享應(yīng)用。目前，我國裝備科研生產(chǎn)日益增長的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)需求與現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源建設(shè)不足之間的矛盾較為突出，為此，中心集中力量對數(shù)十年積累的輕質(zhì)材料環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)進行了全面梳理整合、總結(jié)提煉，歷經(jīng)兩年編制了《輕質(zhì)材料環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)手冊——鋁合金、鈦合金及防護工藝》，以期對材料研發(fā)人員，裝備論證、設(shè)計、制造、使用維護等人員有所裨益。
　　本手冊收錄鋁合金牌號25種、鈦合金牌號6種、防護工藝26種，覆蓋了各行業(yè)具有廣泛應(yīng)用前景的材料牌號，并納入了部分具有推廣價值的新研材料。手冊的編制反映了我國裝備產(chǎn)品長期環(huán)境適應(yīng)性研究評價的經(jīng)驗和最新成果，是中心及相關(guān)單位數(shù)十年孜孜不倦潛心研究的結(jié)晶。
　　本手冊具有以下三方面特點：
　　（1）本手冊以引導設(shè)計選材為目標，按照材料基本要素、試驗背景要素、腐蝕數(shù)據(jù)要素分層遞進展示。材料基本要素主要包括材料牌號、生產(chǎn)單位、化學成分、熱處理狀態(tài)、應(yīng)用情況等信息；試驗背景要素提供了材料的試驗環(huán)境、試驗方式、規(guī)格尺寸、取樣方向，性能檢測標準等信息；腐蝕數(shù)據(jù)要素既給出了材料組織結(jié)構(gòu)、宏／微觀腐蝕特征、性能演變規(guī)律的簡潔文字描述，又以可視化圖表展示了設(shè)計用材料力學性能退化數(shù)據(jù)與規(guī)律趨勢，改進了現(xiàn)有數(shù)據(jù)手冊只簡單列舉數(shù)據(jù)或耐腐蝕等級的不足，有利于型號設(shè)計人員全面了解、掌握材料在不同環(huán)境中的腐蝕傾向性和腐蝕發(fā)展過程，指導合理選材和使用維護。
　　（2）本手冊收錄了我國近30年來成功研制或應(yīng)用的新型輕質(zhì)材料工藝，如防彈鋁合金、鋁鋰合金、損傷容限型鈦合金、新型納米涂層等，一定程度上體現(xiàn)了我國材料的研發(fā)水平。對一些重要結(jié)構(gòu)材料除提供常規(guī)拉伸性能數(shù)據(jù)外，還給出了不同環(huán)境、時間下的S-N曲線、應(yīng)力腐蝕開裂界限應(yīng)力強度因子、疲勞裂紋擴展速率、斷裂韌度等設(shè)計關(guān)鍵性能參數(shù)，可為裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計、壽命指標確定和評估提供科學依據(jù)。針對環(huán)境一材料一工藝一體化設(shè)計需要，本手冊還提供了部分金屬裸材及帶防護涂層試樣的對比性能數(shù)據(jù)，便于合理確定使用維護周期。
　�。�3）本手冊不僅介紹了合理選材應(yīng)掌握的基礎(chǔ)知識信息，如大氣環(huán)境類型及特征、大氣腐蝕理論、典型環(huán)境適應(yīng)性案例，總結(jié)了鋁合金、鈦合金及防護工藝的腐蝕（老化）特征與規(guī)律，同時提供了詳實的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)，充分體現(xiàn)了手冊知識性和工具性有機融合的特色。另外，本手冊還提出了基于環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)的“六步法”設(shè)計選材流程，建立了良好、一般、嚴酷三類使用環(huán)境與試驗環(huán)境的對應(yīng)關(guān)系，針對不同使用環(huán)境提出了鋁合金的優(yōu)選原則，可供型號設(shè)計人員選擇材料時參考。
　　本手冊編撰過程中得到了國防科技工業(yè)以及裝備主管部門、裝備論證與研制單位的鼎力支持，牟獻良、鄒洪慶、楊紅亞、張幃、錢建才、王輝、梅華生、王長朋、劉聰?shù)忍峁┝瞬糠植牧瞎に嚵�學／老化數(shù)據(jù)和金相圖片，在此一并表示誠摯的謝意。
　　由于輕質(zhì)材料正處于蓬勃發(fā)展之中，加之著者水平所限，不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。