前言：全面战争是经济与资源的较量，参战人员数量可能达到数千万，战场范围甚至覆盖整个地球。谁拥有更多的资源，谁就能在战争中占据优势。以二战为例，美国年产钢铁达到8千万吨，年开采铁矿石达到1亿零700万吨，其中98%为本国开采，铝的消耗量达到535万吨，铜的消耗量达到174万吨。这些资源造出了足够装备一千万军队的武器弹药。而反观德国，45%的铁矿石，70%的铜矿石，99%的铝矾土都依赖于进口，战前的原料储备只能支持9到12个月。日本则完全依赖国外的资源，且1945年原料输入大幅下降，兵工厂因缺乏钢铁和铝而无法开工，严重影响了武器装备的生产。这足以证明资源的重要性。
一：铁
铁元素的蕴藏量占地壳元素的5%，是地球物质中的第四大元素。生产武器最为重要的材料之一便是钢铁，占据了近90%的比例。钢铁的生产量往往反映了一个国家的战争潜力。钢与铁虽然紧密相关，但有所不同。含碳量在2.0%至4.5%之间的铁被称为生铁。生铁硬脆且没有塑性，耐压耐磨，但不适合机械加工。根据不同的碳含量，生铁可以分为白口铁（硬且脆，不易加工）、灰口铁（易切削且耐磨）以及球墨铸铁（接近钢的性能）。含碳量低于0.03%的铁为熟铁，熟铁较软，易变形，强度与硬度都较低，使用范围有限。含碳量在0.03%至2.0%之间的铁则是钢，钢的特点包括良好的塑性、高强度、韧性、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击等。
钢铁的加工可以通过冶炼、回火、退火等多种技术来提高其性能。碳素钢是最常见的钢种，它不仅冶炼方便，成本低廉，而且易于加工，价格也比较实惠。随着技术的发展，钢铁的性能也逐步得到改善。在高碳钢中，硬度越高，但其韧性会相应降低，因此常根据需求分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。而在碳素钢中加入合金元素（如铬、钼、镍等）后，就能得到更具高硬度、高韧性、耐腐蚀的合金钢。例如，加入13%的铬后，钢便变成了不锈钢。
铁制兵器的应用可以追溯到公元前1000年。中国在西汉时期发明了“百炼钢”的冶炼方法，即通过反复加热并折叠锻打块炼铁的技术，进一步增强了钢铁的性能。魏晋时期又发明了生铁和熟铁加热，再通过灌钢法将生铁熔化并灌入熟铁的空隙，使熟铁转变为钢。到明朝时期，又发明了将生铁板加热至1300摄氏度，通过将熟铁均匀地翻动在生铁中，使其渗碳，生产出含渣少、成分均匀的苏钢法。
在欧洲，钢铁的生产技术逐步发展，1740年发明的坩埚炼钢法为钢铁的大规模生产奠定了基础。当时英国的生铁产量为1.7万吨，到1800年已经达到了25万吨。然而，这一方法很快被底吹酸性转炉煤钢法所取代，但底吹酸性转炉煤钢法存在无法去除钢铁中的硫和磷的问题。后来，托马斯发明的底吹碱性转炉炼钢法解决了这一问题，但这种方法需要严格的控制，容易产生废钢。法国人马丁则发明了平炉炼钢法，利用废钢和生铁炼出钢液，平炉炼钢法非常适合工业化生产。19世纪后期，钢铁成为制造枪械、火炮、弹药、装甲和舰船的重要材料。
在一战时期，各交战国的兵器装备几乎全都是由钢铁制造的。钢铁的消耗量极为庞大，成千上万门火炮和以亿计的枪弹消耗，使得一战成为了人类历史上的第一次“钢铁战争”。德国的钢铁产量曾相当于英、法、俄三国总和，因此在战争初期，德国一直处于优势。然而，当美国参战后，凭借着压倒性的钢铁产量，德国最终败北。二战期间，钢铁的消耗远超一战，镍、铬、锰、钨、铝和钒等越来越多的合金被加入到钢铁中，形成了合金钢。通过在中低碳钢中加入镍、铬等合金元素，可以生产出屈服强度达到720至900兆帕的均质钢装甲。
德国因严重缺乏镍和铬，导致大量采用渗碳表面硬化钢装甲，这种装甲重量过大，使得德国坦克的重量居高不下，且容易脆裂。而美国的钢铁产量远超其他参战国，为美军提供了足够的钢铁供应，帮助美国战胜德日。中国自冷战以来的军备生产，也主要依赖钢铁。
铁矿石是钢铁生产的关键原材料。经过破碎、磨碎、磁选、浮选、重选等工艺，从天然矿石中提取铁。中国的铁矿资源储量相对较少，品位较低，矿区分布较为分散。中国拥有101个储量超过1亿吨的矿区，占全国储量的68.1%，但其中大多数矿区的矿石品位不足，且需经过大量选矿处理。采矿成本较高，每吨为40美元，而澳大利亚和巴西的采矿成本仅为8至20美元。因此，中国主要依赖进口铁矿石，尤其是从澳大利亚和巴西进口。2020年，中国的铁矿石进口量达到11.7亿吨，占全球铁矿石进口量的最大份额，而全球铁矿石的出口量仅为15至16亿吨。
二：铜
铜是人类最早使用的金属之一，具有优异的延展性、导热性、导电性以及耐腐蚀性。纯铜呈紫红色，比较柔软。青铜是通过加入锡和铅制成的，黄铜则是添加了锌，白铜则含有镍和钴。铜的种类包括紫铜、无氧铜、脱氧铜以及特种铜。地壳中的铜含量大约为0.01%，总量约为7亿吨。智利的铜储量位居世界第一，占全球储量的29.86%（约为2.09亿吨），美国排名第二（9100万吨），赞比亚则位居第三（8081万吨）。铜矿石表面常带有铜绿，矿石可以分为自然铜、氧化铜和硫化铜，其中含铜量在2%至3%的硫化铜最为常见，世界平均品位为1%，智利为1.5%，赞比亚为3%。全球80%以上的铜矿石为这种类型。炼铜时，首先将原矿石的含铜量从2%至3%提高到20%至30%，然后通过电炉炼成粗铜，或者用阳极板电解得到电解铜。来自旧设备和废弃工厂的废铜则是精炼铜的主要来源。铜的冶炼较为简单，且没有像冶炼铁时那样遇到氧化、磷、硫等复杂问题。
青铜武器的历史可以追溯到公元前3500年，随着火器的出现，铜被广泛用于制造弹头壳。在生产100万发子弹时，大约需要13至14吨铜，铜的含量通常在60%到90%之间。最初的弹壳多采用具有良好延展性的黄铜，这样有助于弹头更好地与膛线结合，增加弹头的旋转和密闭火药燃气的效果，同时减缓膛线的磨损。黄铜弹壳加工起来较为容易，且能有效带走弹头发射时产生的热量。然而，弹头和弹壳是一次性消耗品，发射后便无法回收，炮弹同样如此，且需要消耗更多的铜。铜通常被用于炮弹的引信和弹带上。大规模战争时期，铜的需求无法满足。二战后期，尽管美国拥有雄厚的经济实力，但也难以承受巨大的铜消耗。例如，“曼哈顿工程”首批所需的6000吨铜，主要用于大型电器设备的导电材料，这一需求超出了当时的铜材供应能力。最终，美国不得不动用14700吨白银来替代铜。如果战争延续到1946年，美国可能会面临铜短缺的问题。
铜合金种类繁多，包括铝青铜、锰青铜、黄铜、锡锌青铜、白铜和镍铜。铝青铜的铝含量可以达到16%，其强度和韧性相当于中碳钢，且容易通过锻造、冷热轧及热处理来加工。由于铜具备优异的耐海水腐蚀性能，铜合金成为造船的关键材料。舰船的螺旋桨、尾轴、船舵、海水管道等部件通常由不同类型的铜合金制成，舰船的电气设备、发动机、电动机、通信系统等几乎完全依赖铜来工作。一万吨的舰船大约需要200到300吨铜。军用车辆的散热器、制动管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电系统、电力系统、垫圈以及各种接头都需要用到铜。飞机、直升机、火箭、导弹和卫星的微电子控制系统、仪表设备、电源系统、汇流条、地线、保险丝、起落架衬套等也都离不开铜。电子工业对铜的需求最为广泛，铜广泛应用于各种电缆、导线、电机、变压器、汇流排插头、插座、开关、电子真空器件及印刷电路中，消费量占总需求的48%以上。
中国的铜矿资源储量为7700万吨，位列全球第四。基础储量为3042万吨，资源量为3177万吨，预计可利用部分不超过1800万吨。中国是世界上最大的精炼铜生产国和消费国。1990年，中国的精铜年消费量为73万吨，到2005年这一数字已增至475万吨，2015年达到915万吨，且每年以5.7%的平均增速稳定增长。中国的铜矿开采以地下采矿为主，占比44.6%，而露天采矿占55.4%。由于铜资源相对较少，2005年中国铜矿产量为192万吨，其中精矿产量为65万吨，剩余的127万吨精铜需要依赖进口。2005年，中国的铜精矿进口量达406万吨，成为世界第二大铜精矿进口国，仅次于日本。从2003年到2020年，中国的铜精矿进口量从266.7万吨增至2177万吨。目前，中国的子弹已主要使用覆铜钢制作，这种材料的成本是黄铜的1/6到1/5，供应量为黄铜的5到7倍，但铜的需求依然巨大，尤其是用于枪弹和炮弹的底火台依然需要使用黄铜。
三：铝、锂、钛
铝是一种密度仅为铁的三分之一的金属，它的导电性仅次于银和铜，导电率为纯铜的62%。铝合金具有出色的抗腐蚀性和极强的可塑性，主要分为工业纯铝、形变铝合金和铸造铝合金。纯铝的强度较低，通常用于替代铜制造高压输电线和电缆。形变铝合金的合金元素含量一般不超过5%，其抗腐蚀性优良。合金元素含量在8%到14%之间的是硬铝，主要应用于航空工业，用于制造飞机骨架、桁架和隔框。飞机的蒙皮则一般采用形变铝合金，F-15战斗机中硬铝的使用比例为35.5%，而波音767飞机中为81%。各种航天器的构造也多使用铝合金，导弹中铝合金的使用量大约占导弹重量的一半。
在坦克和装甲车中，许多钢铁构件被铝合金替代，汽车中铝合金的使用比例已占总重的30%。海军舰艇也广泛使用铝合金制造上层结构。铝不仅是一种重要的金属材料，也具有能源特性，燃烧时释放的热值为30.98千焦/克，因此可作为导弹的固体推进剂使用。铝最初发明时的价格甚至比黄金还贵，一战前铝的产量非常低。世界上第一架飞机的发动机活塞和机匣均使用了铸造铝合金。1906年，德国发明了杜拉铝，开始用它制造全金属结构的飞机。到1918年，铝的年产量猛增至18万吨，1939年达到70万吨，1943年更是大幅增加到193.3万吨。二战后，铝的产量超越了其它有色金属，成为仅次于钢铁的全球产量最高的金属。铝也是地球上储量最丰富的金属，占地壳质量的7.45%，储量达到350亿吨。
铝矿主要为铝土矿，全球储量最大的国家是几内亚（74亿吨），澳大利亚排第二（65亿吨），巴西排第三（26亿吨），这三国合计占全球铝土矿储量的60%。中国的铝土矿资源主要分布在河南、山西、贵州、山东和广西，仅占全球储量的2.3%，预计最多可开采20年。2020年，中国铝材的年产量为5779万吨，氧化铝进口量为380.59万吨，每月铝土矿的进口量达到1197万吨，主要来自几内亚（694万吨）、澳大利亚（309万吨）和印尼（174万吨）。然而，澳大利亚的态度不友好，几内亚政局不稳，印尼多次禁止铝土矿出口，因此存在断供风险。
铝锂合金是现代飞机的主要材料之一。每添加1%的锂，铝的密度就能降低3%，弹性提高6%。铝锂合金的密度比一般铝合金低10%，并且其防腐能力超过碳纤维复合材料，质量更轻，且成本仅为碳纤维复合材料的10%。铝锂合金的抗疲劳性能是铝合金的两倍，断裂韧性是铝合金的1.35倍。锂的密度仅为水的一半，是最轻的金属。使用铝锂合金制造机身结构能使飞机的重量比使用铝合金轻14%至30%。锂还可以与水反应释放氢气，并转化为氢氧化锂。
锂作为负极材料的锂电池比铅酸电池的重量和容量小3至4倍，放电能力是铅酸电池的数倍，寿命也长3到5倍，充电时间仅为铅酸电池的几分之一，因此被广泛应用于各种军用电子设备的电池中。此外，锂还是核武器和可控核聚变反应的重要材料。锂在地壳中的含量为0.0065%，全球储量约为1400万吨，其中智利占750万吨，中国占320万吨，阿根廷占200万吨，澳大利亚占150万吨。海水中的锂储量虽有2600亿吨，但提炼难度极大，目前主要从盐湖卤水中开采锂资源。中国的锂资源80%集中在青海和西藏的盐湖中，其中藏北仲巴县扎布耶盐湖的锂含量就高达153万吨。
铝是钛合金的主要合金元素，钛在地壳中的质量占比为0.61%，储量约为7.67亿吨，中国的钛铁矿储量占全球的38.85%，居世界首位。纯钛呈银白色，比钢轻44%，强度是铝的两倍，是所有金属材料中强度最高的。钛的熔点高达1660°C，延伸率可达50%至60%。钛表面与氧气反应形成的氧化膜能够抵抗王水的腐蚀，即便在强磁场中也不会被磁化。虽然钛并不稀有，但冶炼工艺要求极高。纯钛的强度较低，但液态钛能溶解所有金属，因此可以与多种金属形成合金。
钛的发现可追溯至1789年，但直到1908年，才通过硫酸法成功生产钛粉末，1910年才采用钠法制得海绵钛。1948年，海绵钛才实现工业化生产，尽管如此，钛的产量仍然较低。钛在高温下会与许多物质反应，因此只能在真空条件下高温冶炼。冶炼过程需将矿石转化为四氯化钛，然后在充满氩气的不锈钢容器中与镁反应，最终得到海绵钛。之后再将海绵钛熔化为液体，才能得到钛锭。冶炼过程需要小心防止其它元素的干扰。
钛合金具有优异的性能，拉伸强度达到1170兆帕，但其机械加工、锻造和焊接十分困难，难以大规模应用。钛合金主要应用于航空航天工业，每年40%至50%的钛用量用于航空航天领域。钛合金用于飞机的机身和发动机结构，能够耐受高温。美国在1950年首次在F-84战斗机上使用钛合金制造后机身隔热板，随后的SR-71侦察机中钛合金的使用比例高达93%。美国战斗机中，钛合金的使用比例为22%至27%，F-22战斗机中为41%，F-35战斗机为27%，C-17运输机为10.3%。中国歼-8战斗机的钛合金用量仅为2%，歼-20增至25%，运-20运输机也达到10%。
钛合金也用于制造核潜艇的耐压壳体、螺旋桨、桨轴、海上管路、阀门、管接头、热交换器、冷却器、冷凝器和发动机部件等重要部位。苏联第三代攻击型核潜艇的耐压壳体就是使用钛合金制造的，能够承受最大下潜深度为900米，比高强度钢增加80%。钛合金的高成本限制了其使用，但其性能仍在许多高端领域得到应用。例如，英国的M777型155毫米牵引榴弹炮的钛合金使用比例达25.63%，中国的82毫米全钛迫击炮仅重18千克，02式14.5毫米全钛机枪重73千克，LR-2A型12.7毫米狙击步枪则大量使用钛合金，重量仅为12.2千克，比M82A1型狙击步枪还轻0.7千克。中国钛矿的储量约为9.65亿吨，分布在四川、河北、海南、广东、湖北、广西、云南、陕西、山西等108个矿区，其中四川省占全国钛铁矿的95.1%。2020年，中国的海绵钛产量为9.7万吨。
四：钨和铬
钨是世界上最难熔的金属，熔点高达3410°C，是地球上最硬的金属之一，硬度达到莫氏硬度7.5。钨的密度是钢的2.3倍，不溶于大多数酸碱溶液，也不会与空气和水发生反应。钨作为基体与其他金属元素结合形成钨合金，其密度通常在16.5至18.75克/立方厘米之间，抗拉强度为700至1000兆帕，且具有比铅高30%至40%的射线吸收能力。钨合金的导热系数是钢的五倍，而其热膨胀系数仅为钢的一半。钨的冶炼过程是通过精矿分解成钨粉，与微米级碳粉混合后压制成坯条，再加热至1500°C烧结成结实的碳化钨合金。
使用碳化钨合金制造的刀具，切削速度比传统工具钢的刀具提高了50%，可达到2000米/分钟以上，远超碳钢刀具，后者的切削速度是其100多倍。由碳化钨制成的模具可以承受超过300万次的冲压，而合金钢模具的使用寿命仅为5万次左右。因此，钨在现代工业中的重要性不言而喻。枪管中加入钨材料可将使用寿命从6000发提升至1.5万发。二战期间，使用碳化钨弹芯的穿甲弹可穿透156毫米的均质钢装甲，而战后采用长杆尾翼稳定的钨合金脱壳穿甲弹，其穿透能力更是高达600毫米。此外，钨还被广泛用于榴弹、炮弹等预制破片的制造中。钨合金还广泛应用于飞机发动机的燃烧室、尾喷管、涡轮导流叶片、涡轮转子叶片、卫星蒙皮、火箭发动机燃烧室和喷管等重要部件中，甚至被用于电磁炮发射轨道和陀螺仪等精密设备。
在1890年时，全球年产钨矿仅为200至300吨，到一战期间，这一数字增长至3.5万吨。德国在战时钨资源严重匮乏，战前储备的钨矿石很快耗尽，最终德国不得不从锡废渣中提取钨。中国是全球钨矿资源最为丰富的国家，虽然钨在地壳中的含量仅为0.001%，但全球的钨资源储量约为330万吨，其中中国拥有190万吨，约占全球储量的66%。此外，中国的钨矿储量不仅居世界之首，而且其产量和出口量也占据世界第一。2016年，江西浮梁县的钨矿资源量为286万吨，而俄罗斯、美国、加拿大、玻利维亚等国的储量则相对较少。
铬与钨相似，具有极高的硬度、耐磨性、抗腐蚀性及高熔点，是一种银白色金属。许多枪管和炮管的内壁都使用铬镀层以延长使用寿命，尤其是高膛压的坦克炮。其他武器的操作转轮、手柄等部件也需要铬镀层以防止生锈。加入1%的铬到钢中，会降低钢的韧性。铬钢有两类，一类是单纯含铬，另一类则加入镍、锌、钼、钒等元素，用于制造齿轮、传动轴等动力传动系统重要结构件，包括火炮的驻退机和复进机。
美国的HY-80、HY-100高屈服强度结构钢中铬的含量为0.45至0.75%。这些钢材被广泛应用于美军的巡洋舰、驱逐舰、航母和核潜艇的建造中。铬还被大量用于炮钢、高速工具钢和不锈钢的生产，13%的铬含量称为马氏体不锈钢，18%的铬含量则是奥氏体不锈钢。铬的地壳含量为0.01%，全球铬的总储量约为120亿吨，其中哈萨克斯坦和南非占据了95%的储量。中国的铬储量约为1000万吨，每年开采量为20万吨左右。然而，中国却是世界上最大的铬矿消耗国，几乎全部依赖进口，2016年的进口量达到1058万吨，且70%的进口铬来自南非。
五：铼、镍、锰、钼
铼在性质上与钨相似，熔点仅次于钨，其沸点为所有金属中的最高。其主要原料来自钼精矿，通常辉钼矿含铼0.001%-0.031%。铼主要用于作为添加元素，加入到钨、钼、铂、镍、钍、铁、铜等合金中，尤其是铼钨、铼钼和铼镍合金，广泛应用于航空航天领域的高温合金中，占总使用量的80%。铼在地壳中的含量极低，仅为十亿分之一，因此它是一种非常稀有的金属，通常与其他金属矿物共生，独立开采的铼矿几乎不存在。全球铼的储量仅为2500吨，其中智利占有1300吨，美国拥有390吨，俄罗斯310吨，哈萨克斯坦190吨，亚美尼亚95吨，秘鲁45吨，加拿大32吨，全球年产量大约为40到50吨。中国长期从钼精矿的焙烧烟尘中提取铼，在2003年储量约为237吨，2010年通过在洛南县陈润乡上河铝矿的发现，储量增加至176.11吨，使得中国一跃成为世界第二大铼储量国。
镍是一种常用于合金中的添加元素，钢中加入镍可以显著提升强度、塑性，并改善低温下的冲击韧性。含镍3%的钢材展现出极强的抗炸毁能力，1毫米厚的镍钢装甲相当于1.55毫米的锻铁装甲，广泛用于制作装甲。现代坦克装甲、战车车体、火炮管体、炮尾、炮闩、车辆的各种轴承等均使用镍铬钢制造。镍还可与30%的铜形成合金，强度媲美钢材，适用于舰船推进轴的制造。此类镍基合金具有非磁性，适合用于制作罗盘组件等。含镍30%至90%的软磁合金具有高磁导率，广泛应用于电子工业，尤其用于屏蔽电子设备的信号。含镍80%、铬20%的合金是一种高电阻材料，广泛用于精密仪表和电阻器中。镀镍可提高钢材的防腐性能，镀镍比镀锌能提升20%至25%的耐腐蚀性，电镀镍层稳定性高，结晶细腻，抛光性能优异，常用于光学仪器的镀覆。镍在地壳中的含量为0.018%，全球储量大约为8100万吨，澳大利亚储量为1900万吨，新喀里多尼亚1200万吨，巴西910万吨，俄罗斯790万吨，古巴550万吨，印尼450万吨，南非370万吨，菲律宾310万吨，中国则拥有300万吨，其中甘肃省储量占全国的62%。中国的镍提炼能力位居世界第二。
锰与镍相似，加入13%的锰到钢铁中可以得到一种既坚硬又耐磨的锰钢，这种钢广泛应用于火车轨道、桥梁钢架、高楼建筑等。坦克与装甲车辆的履带、推土机的铲斗、挖掘机的铲斗也大多使用高锰钢。锰钢具有优异的焊接性能和抗腐蚀性，是舰船钢材的重要组成部分。锰铜合金能吸收振动能量，因此被用于制作螺旋桨，能有效降低潜艇噪声。锰与铁常共生，是良好的脱氧剂和脱硫剂，炼制一吨钢大约需要加入6公斤锰。普通钢中的锰含量一般在0.5%至0.8%之间，而高锰钢的锰含量超过1%。锰在地壳中的含量为0.1%，全球储量为5.7亿吨，其中南非占1.5亿吨，乌克兰占1.4亿吨，澳大利亚占9700万吨，巴西占5400万吨，印度占5200万吨，中国占4400万吨。近年来，贵州省铜仁市松桃苗族自治县发现了一个超大型锰矿床，预计储量为2.03亿吨。
钼在钢铁生产中也扮演着重要角色，全球钼的消耗量约有80%用于钢铁合金，其中43%用于合金钢，23%用于不锈钢，14%用于工具钢和轧辊。钼的熔点仅次于钨和铼，密度是钨的一半，热导率是铜的二分之一，电导率是铜的三分之一。钼能显著提高钢材的强度、韧性、抗腐蚀性、耐磨性、淬透性、焊接性和耐热性。不锈钢一般含有4%至5%的钼，工具钢的含量为0.6%至2.95%，而高速钢则含有3.75%至9.5%钼。钼广泛用于炮管钢、合金钢装甲、反坦克导弹药型罩、枪械、弹药、坦克、舰船、液体燃料火箭发动机等多个领域。钼在地壳中的含量为0.00011%，全球储量约为1940万吨，中国拥有430万吨，占全球总储量的40%。河南省占国内储量的30.1%，陕西和吉林占26.6%。美国的钼储量为270万吨，智利为180万吨，三国共占全球储量的80%。
六：结语
从上文可以看出，中国在战争资源方面面临一定的挑战。目前，铁、铜、铝等武器装备生产所需的关键金属原料仍然依赖进口，且许多资源都由美国的盟国和美国海军控制的航道所掌控。如果没有一支能够与美国海军一较高下的强大海军，一旦爆发全面战争，中国可能面临类似二战时期德国的困境。然而，从另一个角度来看，今天的中国无论是钢铁、铝、铜的年产量，都远超二战时期的美国。中国一年钢产量是二战时美国的100倍，铝产量是10倍，铜产量则是5倍。这些资源足以支持装备一亿军队所需的武器弹药。可见，中国在自给自足和持续增长方面的优势，正在为未来的防卫能力提供强有力的支撑。