《工程材料》配套PPT,工程材料,工程,材料,配套,PPT 2022/10/11工程材料學(xué)工程材料學(xué)曹志強(qiáng)教授曹志強(qiáng)教授電話：電話：84706169手機(jī)：手機(jī)：13941191184E-mail:大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2022/10/11參考書參考書金屬材料學(xué)金屬材料學(xué)戴起勛主編，化學(xué)工業(yè)出版社戴起勛主編，化學(xué)工業(yè)出版社2011年年金屬材料學(xué)金屬材料學(xué)文九巴主編，機(jī)械工業(yè)出版社文九巴主編，機(jī)械工業(yè)出版社2011年年金屬材料學(xué)金屬材料學(xué) 吳承建吳承建 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 2001年年 金屬材料學(xué)金屬材料學(xué) 王笑天王笑天 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 1987年年 合金鋼合金鋼 章守華章守華 冶金工業(yè)出版社冶金工業(yè)出版社 1981年年William F.Smith.Structure and Properties of Engineering Alloys 2nd edition.McGraw-Hill Education,1993.Schweitzer,Philip A.，Metallic Materials.New York：Marcel Dekker,Inc，20032022/10/11本課的特點(diǎn)本課的特點(diǎn)核心課程核心課程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中占很重要位專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中占很重要位置，是學(xué)生走上工作崗位使用知識(shí)最多最直置，是學(xué)生走上工作崗位使用知識(shí)最多最直接的課程接的課程課程具有綜合性、應(yīng)用性和經(jīng)驗(yàn)性的特點(diǎn)。課程具有綜合性、應(yīng)用性和經(jīng)驗(yàn)性的特點(diǎn)。2022/10/11本課的特點(diǎn)本課的特點(diǎn)綜合性綜合性是內(nèi)容涉及知識(shí)面比較廣，涉及所是內(nèi)容涉及知識(shí)面比較廣，涉及所有以前學(xué)過的專業(yè)知識(shí)；有以前學(xué)過的專業(yè)知識(shí)；應(yīng)用性應(yīng)用性是指課程的內(nèi)容是生產(chǎn)或科研中正是指課程的內(nèi)容是生產(chǎn)或科研中正在廣泛使用的材料和技術(shù)；在廣泛使用的材料和技術(shù)；經(jīng)驗(yàn)性經(jīng)驗(yàn)性是指某些內(nèi)容是長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是指某些內(nèi)容是長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中可變性還比較大。在實(shí)際應(yīng)用中可變性還比較大。2022/10/11本課的目的本課的目的掌握金屬掌握金屬合金化的原理合金化的原理，合金元素對(duì)鋼相，合金元素對(duì)鋼相變、組織、性能影響的一般規(guī)律；變、組織、性能影響的一般規(guī)律；理解各類金屬材料的化學(xué)成分、熱處理特點(diǎn)、理解各類金屬材料的化學(xué)成分、熱處理特點(diǎn)、組織形貌和力學(xué)性能組織形貌和力學(xué)性能、化學(xué)性能和物理性能、化學(xué)性能和物理性能之間的關(guān)系；之間的關(guān)系；經(jīng)過對(duì)常用鋼鐵材料以及有色金屬材料的較全面經(jīng)過對(duì)常用鋼鐵材料以及有色金屬材料的較全面和系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解如何依據(jù)服役條件合和系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解如何依據(jù)服役條件合理理選用材料選用材料，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較成熟的基礎(chǔ)理論，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較成熟的基礎(chǔ)理論知識(shí)來解決金屬材料使用過程中的實(shí)際問題。知識(shí)來解決金屬材料使用過程中的實(shí)際問題。2022/10/11 本課的內(nèi)容:緒論（緒論（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）鋼鐵材料（鋼鐵材料（34學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）（包括工程構(gòu)件用鋼、機(jī)器零件用鋼、工模（包括工程構(gòu)件用鋼、機(jī)器零件用鋼、工模具用鋼、不銹鋼、耐熱鋼、超高強(qiáng)度鋼）具用鋼、不銹鋼、耐熱鋼、超高強(qiáng)度鋼）鑄鐵（鑄鐵（4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）（灰口鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄（灰口鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵）鐵、可鍛鑄鐵）有色金屬及合金有色金屬及合金(8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí))（鋁合金、銅合金、鈦合金）（鋁合金、銅合金、鈦合金）2022/10/110金屬材料的過去、現(xiàn)在和將來金屬材料的過去、現(xiàn)在和將來0.1金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史 0.2現(xiàn)代金屬材料現(xiàn)代金屬材料 0.3金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)2022/10/1101金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史0.1.1第一階段第一階段原始金屬材料的生產(chǎn)原始金屬材料的生產(chǎn)0.1.2第二階段第二階段金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ)金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ)0.1.3第三階段第三階段微觀理論大發(fā)展微觀理論大發(fā)展0.1.4第四階段第四階段微觀理論的深入研究微觀理論的深入研究2022/10/11世界上最早使用鐵是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前世界上最早使用鐵是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前世界上最早使用鐵是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前世界上最早使用鐵是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前14001400年左右。年左右。年左右。年左右。古希臘和古羅馬開始普遍使用在公元前古希臘和古羅馬開始普遍使用在公元前古希臘和古羅馬開始普遍使用在公元前古希臘和古羅馬開始普遍使用在公元前10001000年。年。年。年。中國(guó)最早在春秋戰(zhàn)國(guó)晉國(guó)（大致公元前中國(guó)最早在春秋戰(zhàn)國(guó)晉國(guó)（大致公元前中國(guó)最早在春秋戰(zhàn)國(guó)晉國(guó)（大致公元前中國(guó)最早在春秋戰(zhàn)國(guó)晉國(guó)（大致公元前700700年）年）年）年）。0.1.1第一階段第一階段原始金屬材料的生產(chǎn)原始金屬材料的生產(chǎn)2022/10/11 鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會(huì)鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會(huì)發(fā)展到奴隸社會(huì)，也推動(dòng)了一些民族脫離了奴隸發(fā)展到奴隸社會(huì)，也推動(dòng)了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會(huì)。制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會(huì)。東漢時(shí)期出現(xiàn)東漢時(shí)期出現(xiàn)鍛打鍛打原始形變熱處理，原始形變熱處理，“浴浴以五牲之溺，淬以五牲之脂以五牲之溺，淬以五牲之脂”水淬和油淬水淬和油淬2022/10/11我國(guó)從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期便開始大量使用鐵器，明朝科學(xué)家宋應(yīng)星我國(guó)從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期便開始大量使用鐵器，明朝科學(xué)家宋應(yīng)星在在天工開物天工開物一書中就記載了古代的一書中就記載了古代的煉鋼和熱處理煉鋼和熱處理等工藝。等工藝。這說明早在歐洲工業(yè)革命之前，我國(guó)在煉鋼和熱處理方面就已這說明早在歐洲工業(yè)革命之前，我國(guó)在煉鋼和熱處理方面就已經(jīng)有了較高的成就。經(jīng)有了較高的成就。宋應(yīng)星宋應(yīng)星高爐鐵水流入煉鋼爐高爐鐵水流入煉鋼爐（方塘），人急速攪動(dòng)，（方塘），人急速攪動(dòng)，利用空氣氧化鐵水中的利用空氣氧化鐵水中的碳，用潮濕泥灰做氧化碳，用潮濕泥灰做氧化劑加速脫碳（低碳鋼，劑加速脫碳（低碳鋼，高碳鋼）高碳鋼）2022/10/11 0.1.2第二階段第二階段金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ)金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ) 1803年年原子學(xué)說原子學(xué)說 1830年年-32種晶體類型種晶體類型 1839年年-Miller指數(shù)指數(shù) 1861年年-鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度 1864年年-金相照片金相照片 1888年年-滲碳體滲碳體 1891年年-點(diǎn)陣?yán)碚擖c(diǎn)陣?yán)碚?十九世紀(jì)末十九世紀(jì)末相律、固溶體、平衡相圖相律、固溶體、平衡相圖2022/10/111863年，光學(xué)顯微鏡首次應(yīng)用于年，光學(xué)顯微鏡首次應(yīng)用于金屬研究，誕生了金相學(xué)，使人金屬研究，誕生了金相學(xué)，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀組織聯(lián)系起來。組織聯(lián)系起來?；诣T鐵的顯微組織灰鑄鐵的顯微組織光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡Pb-Sn共晶組織共晶組織人類對(duì)材料的認(rèn)識(shí)是逐步深入的。人類對(duì)材料的認(rèn)識(shí)是逐步深入的。2022/10/111912年發(fā)現(xiàn)了年發(fā)現(xiàn)了X-射線對(duì)晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，射線對(duì)晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，使人們對(duì)固體材料微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)從最初的假想到科學(xué)的現(xiàn)實(shí)。使人們對(duì)固體材料微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)從最初的假想到科學(xué)的現(xiàn)實(shí)。Si表面的重構(gòu)圖象表面的重構(gòu)圖象X-射線衍射儀射線衍射儀2022/10/11 0.1.30.1.3第三階段第三階段微觀理論大發(fā)展微觀理論大發(fā)展 19001940年年Tammann建立相圖，建立相圖，Von laue 發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)X射線，射線，Bragg證實(shí)證實(shí)、相的存在，相的存在，Wever發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大縮小奧氏體區(qū)元素，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大縮小奧氏體區(qū)元素，Laves發(fā)現(xiàn)金發(fā)現(xiàn)金 屬間化合物。屬間化合物。Strauss發(fā)現(xiàn)了不銹鋼，發(fā)現(xiàn)了不銹鋼，Brinell布氏布氏 硬度計(jì)，硬度計(jì)，Griffith斷裂理論等。斷裂理論等。AusteniteAusteniteBainiteBainiteSorbiteSorbiteMartensiteMartensiteTroostiteTroostiteLedeburiteLedeburite英英美美英英德德法法德德2022/10/110.1.4第四階段第四階段微觀理論的深入研究微觀理論的深入研究1938年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世界的更深層次（界的更深層次（10-7m）透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡 掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡 2022/10/111934年位錯(cuò)理論的提年位錯(cuò)理論的提出，解決了晶體理論出，解決了晶體理論計(jì)算強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)測(cè)得計(jì)算強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的實(shí)際強(qiáng)度之間存在的實(shí)際強(qiáng)度之間存在的巨大差別的矛盾，的巨大差別的矛盾，對(duì)于人們認(rèn)識(shí)材料的對(duì)于人們認(rèn)識(shí)材料的力學(xué)性能及設(shè)計(jì)高強(qiáng)力學(xué)性能及設(shè)計(jì)高強(qiáng)度材料具有劃時(shí)代的度材料具有劃時(shí)代的意義。意義。金屬鈦中的位錯(cuò)金屬鈦中的位錯(cuò)2022/10/111938年，提出TTT曲線、擴(kuò)散、位錯(cuò)滑移、第二相沉淀析出理論，Cottrell氣團(tuán)。發(fā)明了TEM、SEM、STM（掃描隧道顯微鏡）、AFM（原子力顯微鏡）、EPMA等。2022/10/11緒論緒論金屬材料的過去、現(xiàn)在和將來金屬材料的過去、現(xiàn)在和將來 0.1金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史 0.2現(xiàn)代金屬材料現(xiàn)代金屬材料 0.3金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)2022/10/11哥哥哥哥倫倫倫倫比比比比亞亞亞亞號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)航航航航天天天天飛飛飛飛機(jī)機(jī)機(jī)機(jī)材料是指人類用以制造材料是指人類用以制造各種有用器件的物質(zhì)。各種有用器件的物質(zhì)。0.2.1 材料材料2022/10/11材料是人類生產(chǎn)和生活材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手手錘錘銼刀銼刀“神舟神舟神舟神舟”四號(hào)飛船成功返四號(hào)飛船成功返四號(hào)飛船成功返四號(hào)飛船成功返回回回回國(guó)產(chǎn)渦噴國(guó)產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)2022/10/11前蘇聯(lián)在前蘇聯(lián)在1957年把年把第一顆人造衛(wèi)星第一顆人造衛(wèi)星送入太空，送入太空，令美國(guó)人震驚不已，認(rèn)識(shí)到在導(dǎo)彈火箭技術(shù)令美國(guó)人震驚不已，認(rèn)識(shí)到在導(dǎo)彈火箭技術(shù)上落后了。上落后了。因此在其后的十年里，在十多所大學(xué)中陸續(xù)因此在其后的十年里，在十多所大學(xué)中陸續(xù)建立了材料科學(xué)研究中心，并把約建立了材料科學(xué)研究中心，并把約2/3大學(xué)的大學(xué)的冶金系或礦冶系改建成了冶金系或礦冶系改建成了冶金材料科學(xué)系或冶金材料科學(xué)系或材料科學(xué)與工程系材料科學(xué)與工程系。其涉及的材料由金屬擴(kuò)展到了陶瓷和高分子其涉及的材料由金屬擴(kuò)展到了陶瓷和高分子聚合物材料。聚合物材料。前前蘇蘇聯(lián)聯(lián)第第一一顆顆人人造造衛(wèi)衛(wèi)星星及及其其運(yùn)運(yùn)載載火火箭箭2022/10/11材料是人類社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)材料是人類社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是人，是人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑和劃時(shí)代的標(biāo)志。材類社會(huì)進(jìn)步的里程碑和劃時(shí)代的標(biāo)志。材料和能源、信息被稱為人類社會(huì)的料和能源、信息被稱為人類社會(huì)的“三大三大支柱支柱”。第一次工業(yè)革命（第一次工業(yè)革命（18世紀(jì)）：世紀(jì)）：制鋼工業(yè)制鋼工業(yè)的的發(fā)展為蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用奠定了物質(zhì)基發(fā)展為蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。礎(chǔ)。第二次工業(yè)革命（第二次工業(yè)革命（20世紀(jì)中頁以來）：世紀(jì)中頁以來）：?jiǎn)螁尉Ч璨牧暇Ч璨牧蠈?duì)電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用起了核對(duì)電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用起了核心作用。心作用。2022/10/11材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。龍芯龍芯聯(lián)想計(jì)算機(jī)聯(lián)想計(jì)算機(jī)沒有沒有沒有沒有半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計(jì)算的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計(jì)算的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計(jì)算的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)。機(jī)技術(shù)。機(jī)技術(shù)。機(jī)技術(shù)。2022/10/11沒有沒有高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，就不可能有今天的航空工業(yè)和宇，就不可能有今天的航空工業(yè)和宇航工業(yè)。航工業(yè)。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片波音客機(jī)波音客機(jī)在航天飛機(jī)表面裝陶瓷防護(hù)瓦片在航天飛機(jī)表面裝陶瓷防護(hù)瓦片2022/10/110.2.2.材料科學(xué)材料科學(xué)主要是研究材料的材料科學(xué)主要是研究材料的組分、結(jié)構(gòu)與組分、結(jié)構(gòu)與性能性能之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律的科學(xué)。之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律的科學(xué)。材料科學(xué)是一門介于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)材料科學(xué)是一門介于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)之間的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)。之間的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)。2022/10/11使用性能使用性能成分與結(jié)構(gòu)成分與結(jié)構(gòu)性質(zhì)性質(zhì)合成與加工合成與加工MSEMSE四要素四要素使用性能使用性能材料的性質(zhì)材料的性質(zhì)結(jié)構(gòu)與成分結(jié)構(gòu)與成分合成與加工合成與加工2022/10/110.2.40.2.4現(xiàn)代金屬材料現(xiàn)代金屬材料傳統(tǒng)金屬材料傳統(tǒng)金屬材料:Fe、Cu、Al、Ni、Mg、Ti。金屬間化合物金屬間化合物:NiAl、AlNi3、AlFe3、AlFe、Al3Ti、AlTi、AlTi3等。等?，F(xiàn)代金屬材料現(xiàn)代金屬材料:（1）先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料）先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料（2）高溫合金材料）高溫合金材料（3）新型工具鋼）新型工具鋼（4）金屬功能材料）金屬功能材料2022/10/11（1）先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料）先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料我國(guó)鋼鐵世界第一，但我國(guó)鋼鐵世界第一，但27依賴進(jìn)口，依賴進(jìn)口，8不能生不能生產(chǎn)。能耗高，污染環(huán)境。產(chǎn)。能耗高，污染環(huán)境。需要高比強(qiáng)度、比剛度、耐磨、耐蝕、抗疲勞、需要高比強(qiáng)度、比剛度、耐磨、耐蝕、抗疲勞、抗老化的鋼，超細(xì)鋼、純、均、抗老化的鋼，超細(xì)鋼、純、均、細(xì)組織。細(xì)組織。低合金高強(qiáng)度鋼、耐磨鋼、耐蝕鋼、抗氧化鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、耐磨鋼、耐蝕鋼、抗氧化鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金。不銹鋼、硬質(zhì)合金。9.11之后耐熱耐候鋼引起關(guān)注。之后耐熱耐候鋼引起關(guān)注。2022/10/11(2)高溫合金材料高溫合金材料耐熱鋼和鐵基耐熱合金在較高載荷下使用溫度只能達(dá)到750-850，對(duì)于更高溫度下使用的部件，一般采用Ni基、Co基及其他難熔金屬為基體的合金航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤 2022/10/11（3）新型工具鋼）新型工具鋼 HIP（熱等靜壓），（熱等靜壓），CPM（坩堝粉末冶金（坩堝粉末冶金法），法），CVD、PVD、離子滲入法涂覆、離子滲入法涂覆TiC、TiN、TiCN、Al2O3等高速鋼。等高速鋼。（4）金屬功能材料）金屬功能材料 光學(xué)材料、磁性材料、超導(dǎo)材料、聲學(xué)材光學(xué)材料、磁性材料、超導(dǎo)材料、聲學(xué)材料、生物醫(yī)用材料、儲(chǔ)氫材料、電性材料、料、生物醫(yī)用材料、儲(chǔ)氫材料、電性材料、智能材料等。智能材料等。2022/10/11緒論緒論金屬材料的過去、現(xiàn)在和將來金屬材料的過去、現(xiàn)在和將來 0.1金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史金屬材料發(fā)展簡(jiǎn)史 0.2現(xiàn)代金屬材料現(xiàn)代金屬材料0.3金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)2022/10/110.3金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)0.3.1 結(jié)構(gòu)材料的高性能化結(jié)構(gòu)材料的高性能化(超級(jí)鋼)日本1997 年出臺(tái)了超級(jí)鋼研究工程(STX-21)項(xiàng)目。其目的是開發(fā)對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響最大的新型結(jié)構(gòu)材料,減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)和通過將超級(jí)鋼的強(qiáng)度和壽命提高1 倍來降低超級(jí)鋼的總成本。1998 年10 月我國(guó)在“九七三”項(xiàng)目中批準(zhǔn)了“新一代鋼鐵材料的重大基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目,并作為我國(guó)第一批“九七三”啟動(dòng)的項(xiàng)目之一。2022/10/111998 年3 月,在國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)(IISI)主持下,由歐洲和北美35 家鋼廠和汽車廠聯(lián)合的“超輕鋼車身”項(xiàng)目出籠(ultralight steel body project,ULSAB),它要求車身強(qiáng)度提高80%,車重減輕25%,車重可由平均1 300kg/輛降至900 kg/輛,達(dá)到百公里燃耗可降0.17L/輛,這項(xiàng)計(jì)劃預(yù)計(jì)2003 年底結(jié)束,實(shí)際鋼材面板屈服強(qiáng)度提高1 倍。2022/10/11中國(guó)超級(jí)鋼的研究中國(guó)超級(jí)鋼的研究 國(guó)家973項(xiàng)目“新一代鋼鐵材料”重大基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家翁宇慶教授。項(xiàng)目由國(guó)家冶金工業(yè)局統(tǒng)一組織，參加此項(xiàng)目的有五個(gè)大專院校（北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、東北大學(xué)等），四個(gè)研究院所（鋼鐵研究總院、中科院沈陽金屬所等），九個(gè)鋼鐵企業(yè)（寶鋼、首鋼、鞍鋼、武鋼、攀鋼、唐鋼、淮鋼、珠江鋼廠、大連鋼廠），三個(gè)汽車廠。涉及品種有：螺紋鋼、薄板、中厚板、薄板坯、特殊鋼等。2022/10/11鋼類鋼類組織組織現(xiàn)有強(qiáng)度現(xiàn)有強(qiáng)度（MPa）目標(biāo)強(qiáng)度目標(biāo)強(qiáng)度（MPa）超細(xì)晶尺寸超細(xì)晶尺寸（m mm）低碳鋼低碳鋼鐵素體珠光體鐵素體珠光體200400(a a)5低（微）低（微）合金鋼合金鋼低碳貝氏體或針低碳貝氏體或針狀鐵素體狀鐵素體400800(a a)1-2合金結(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)鋼回火馬氏體或貝回火馬氏體或貝/馬復(fù)相鋼馬復(fù)相鋼8001500(g g)5研究目標(biāo)研究目標(biāo)0.3.2我國(guó)材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì)我國(guó)材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢(shì) 鋼鐵工業(yè)，在發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入衰退階段，原因就是有許多新鋼鐵工業(yè)，在發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入衰退階段，原因就是有許多新材料來代替鋼鐵，并且鋼鐵生產(chǎn)污染環(huán)境，他們往往把這些企材料來代替鋼鐵，并且鋼鐵生產(chǎn)污染環(huán)境，他們往往把這些企業(yè)放在第三世界國(guó)家。業(yè)放在第三世界國(guó)家。而鋼鐵在我國(guó)還在成熟階段，而鋼鐵在我國(guó)還在成熟階段，2012年年我國(guó)的粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破我國(guó)的粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破7億噸，在全世界總產(chǎn)量中所占的比億噸，在全世界總產(chǎn)量中所占的比例由例由2004年的年的26.3%上升到上升到2012年的年的48.7%。萬元萬元GDP能耗能耗20.5t標(biāo)準(zhǔn)煤，是西方的標(biāo)準(zhǔn)煤，是西方的10倍。倍。2003年中國(guó)年中國(guó) 消耗全球消耗全球30%原材料和能源，原材料和能源，GDP占世界占世界4。我國(guó)連鑄坯產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)連鑄坯產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)世界連鑄坯產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)世界連鑄坯產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)2022/10/112022/10/11我們?nèi)匀幻媾R諸多問題，最明顯的有三個(gè)一，每年我們需要進(jìn)口優(yōu)質(zhì)鋼一，每年我們需要進(jìn)口優(yōu)質(zhì)鋼20002000萬噸以上。萬噸以上。二、每年鐵礦石價(jià)格定價(jià)上，中二、每年鐵礦石價(jià)格定價(jià)上，中國(guó)缺乏發(fā)言權(quán)。國(guó)缺乏發(fā)言權(quán)。三、資源消耗使得環(huán)境壓力增大三、資源消耗使得環(huán)境壓力增大。我國(guó)每萬元的工業(yè)增加值中取水量是90立方，是發(fā)達(dá)國(guó)家的37倍；工業(yè)用水重復(fù)利用率為52，比發(fā)達(dá)國(guó)家低35，單位GDP的廢水、固體廢棄物的排放大大高于發(fā)達(dá)國(guó)家水平（2003年CO2 世界第二；有機(jī)污水全球第一）每百萬美元每百萬美元GDP的能耗的能耗2022/10/11（1）開發(fā)高質(zhì)量、高附加值、高技術(shù)難度、高使用要求的鋼材，如轎車用面板、家電外用板、彩電電子儀器用板、不銹鋼光亮板、石化用板、國(guó)防軍工用板、橋梁用板、耐候鋼板、海洋與石油用板。0.3.3我國(guó)材料的發(fā)展對(duì)策我國(guó)材料的發(fā)展對(duì)策2022/10/11(2)盡量采用地球儲(chǔ)量豐富或?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境影響小的元素。(3)盡量降低強(qiáng)韌化元素的含量或減少合金元素種類，盡量采用同類元素，作為強(qiáng)韌化的元素。(4)開發(fā)通用型、簡(jiǎn)單型及節(jié)約型合金鋼。微合金調(diào)質(zhì)鋼。(5)空間金屬Ti合金比強(qiáng)度高、高低溫強(qiáng)度高、耐蝕性高。TiAl、Ti3Al金屬間化合物代替Ni、Nb基高溫合金。2022/10/11作業(yè)：1.現(xiàn)代材料科學(xué)與工程由材料的（）、（）、（）和（）四個(gè)基本要素組成。2.金屬材料學(xué)課程具有（）、（）和（）的特點(diǎn)。