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金屬材料發展的最新進展情況


    金屬材料一直到20世紀中期在材料工業中國一直占絕對優勢。將近半個世紀以來,隨著高分子材料(尤其是合成高分子材料)、無機非金屬材料(尤其是先進陶瓷材料)以及各種先進復合材料的發展,金屬材料的絕對主導地位才逐漸被其他材料部分取代。但是,在可以預見的將來,金屬材料仍將占據材料工業的主導地位。這是淫才金屬次啊了(例如鋼鐵)工業已經具有了一定有事;在相當長時期內,金屬材料的資源也是有保證的,且其可回收可循環使用,材料本身有一定優勢;在相當長時期內,金屬材料的資源也是有保證的,且其可回收可循環使用,材料本身使用中對環境沒有污染。當然最重要和根本的原因還在于金屬次啊了具有為其他材料體系不能完全取代的獨特的i型年改制和使用性能,例如,金屬有比高分子材料高得多的模量,有比陶瓷高得多的韌性以及具有磁性和導電性等有益的物理性能,并且在陶瓷材料和高分子材料日益月異的發展過程中,金屬材料也在不斷地推陳出新,許多新興金屬材料應運而生。例如,傳統的鋼鐵材料正在不斷提高質量、降低成本、擴大品種規格,在冶煉、澆鑄、加工和熱處理等工藝上不斷革新,出現了如爐外精煉、連鑄連軋、控制軋制等新工藝技術,微合金鋼、低合金高強度鋼、雙相鋼等新鋼種不斷涌現。

      在有色金屬及合金方面則出現了高純高韌鋁合金,高強高模鋁鋰合金,高溫鋁合金,先進的高強、高韌和高溫鈦合金,先進的鎳基、鐵鎳鉻基高溫合金,銅合金,難熔金屬合金及稀貴金屬合金等。除此之外,還涌現了許多其他新型高性能金屬材料,如快速冷凝金屬非晶和微晶材料、納米金屬材料、有序金屬間化合物、定向凝固柱晶和單晶合金等。新型金屬功能材料,如磁性材料中的釹鐵硼稀土永磁合金及非晶態軟磁合金、形狀記憶合金、新型鐵氧體及超細金屬隱身材料、貯氫材料及活性生物醫用材料等也正在向著高功能化和多功能化方向發展。

      目前世界鋼鐵材料發展動向大致表現在以下幾個方面:1、高性能、低成本;2、節約能源、少污染;3、提高比強度,減少構件重量;4、可回收,并且能夠循環使用。

      我國已經成為世界第一產鋼大國,2005年粗鋼產量達到3.52億噸,鋼材3.97億噸,但其冶金質量還有待提高。目前重點發展的品種是:控軋、控冷低碳微合金鋼,非調質鋼,純凈鋼,相變塑性剛,冷作強化鋼等。

      我國新一代鋼鐵材料發展方向是高純凈度、高均勻性、超細晶粒。日本超級鋼鐵材料計劃目標是:在不增加合金元素的前提下,將普通高強度合金鋼的強度提高1倍(抗拉強度由400MPa提高到800MPa),而且可以焊接,焊后不降低強度。研究耐海水腐蝕的新鋼種,使其壽命延長1倍。超臨界耐熱鍋爐鋼板,服役條件:650℃35.5MPa,擬采用鐵素體耐熱鋼。發展1500MPa的超高強度鋼,客服延遲短路,提高疲勞強度。擬采用有殘留奧氏體膜包圍的低碳馬氏體。

      研究發現,改變晶界結構,如鋸齒狀,可以抗延遲斷裂;加入適量的銅可以阻止氫的擴散,從而減少延遲斷裂傾向。

      鋼鐵材料研究方面,日本在普通低碳鋼中,將磷提高到0.1%,經中溫熱軋,促使磷化物在晶內均勻析出,克服了其脆性,變害為利,開發成一種低成本高強度鋼。我國在IF鋼研究中,Ti0.04%S0.06%850℃退火,550℃失效,бb=1200MPa。在IF鋼種加入1.4%Cu,于550~650℃時效后,硬度為HV240~250.此外研究開發高溫滲碳鋼,用Nb-Ti-V-N細化晶粒,1050℃快速滲碳晶粒不長大。研究高效防火鋼材,低屈強比的建筑鋼材。

      我國鋼鐵發展方向應當是在保證產量的同時,大力提高鋼鐵材料的質量,做到高質量、多品種。

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