【正文】 使用壽命長且成本低的新型合金鋼, 新型合金鋼必須同時(shí)滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)鋼 鐵生產(chǎn)、加工、使用和回收等環(huán)節(jié)提出的節(jié)約能源、節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境的要求。近年來我國低合金鋼及微合金鋼的科研、生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域在國家“九五”攻關(guān)期間有了突飛猛進(jìn)的變化:我國鋼產(chǎn)量突破1 億t, 新型的低合金鋼開發(fā)在我國已形成一個(gè)自成體系的微合金鋼門類。形成了一批微合金鋼開發(fā)和生產(chǎn)的基地。它們從合金設(shè)計(jì)抓起,著力于裝備的改造和工藝優(yōu)化, 取得了各有側(cè)重的成就，但是我國的低合金鋼和微合金鋼的生產(chǎn)和質(zhì)量還遠(yuǎn)落后于各工業(yè)發(fā)達(dá)國家, 我國低合金鋼的研究和生產(chǎn)有3 個(gè)明顯的缺陷: ① 處于模仿開發(fā)階段, 自主創(chuàng)新少。② 控軋控冷技術(shù)受制于現(xiàn)有的裝備。③ 合金設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)與生產(chǎn)水平的脫節(jié), 宏觀的合金設(shè)計(jì)尚處于基礎(chǔ)研究階段, 而微觀層次上的合金設(shè)計(jì)過于超前。因此未來的發(fā)展, 將致力突出的缺點(diǎn)來尋求技術(shù)上的巨大進(jìn)步。其次，進(jìn)入新世紀(jì)，新型技術(shù)材料的的發(fā)展也不容忽視，新型金屬材料種類繁多，它們都屬合金。從宏觀上可以分為：金屬基梯度復(fù)合材料，金屬間化合物材料，金屬功能材料，金屬環(huán)境材料。梯度復(fù)合材料是指沿著某一方向其物理、化學(xué)、生物、力學(xué)等單一或復(fù)合性能發(fā)生連續(xù)變化，以適應(yīng)不同環(huán)境，實(shí)現(xiàn)某種特殊功能的先進(jìn)材料。構(gòu)成梯度復(fù)合材料的組成及顯微組織（陶瓷、金屬或合金、有機(jī)物、纖維等）不僅是連續(xù)分布，適應(yīng)環(huán)境，而且是可以控制的；具有普通金屬基復(fù)合材料沒有的性能特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，對(duì)國民濟(jì)的發(fā)展起到更大的推動(dòng)作用。金屬間化合物是指金屬與金屬，金屬與類金屬間形成的化合物。金屬間化合物可以具有特定的組成成分，也可在一定范圍內(nèi)變化，從而形成以化合物為基體的固溶體。金屬間化合物是長程有序的，具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)與能帶結(jié)構(gòu)。在新型金屬材料中金屬間化合物具有高的比強(qiáng)度、耐高溫、抗腐蝕、抗氧化、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，是一類極具發(fā)展?jié)摿Φ母邷亟Y(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、化工、機(jī)械等許多工業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。金屬功能材料在能量與信息的顯示、轉(zhuǎn)換、傳輸、存儲(chǔ)等方面具有獨(dú)特的功能，這些特殊功能是以它們所具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)等物理性能為基礎(chǔ)的。金屬功能材料往往在能量與信息的功能方面，具有導(dǎo)電性、磁性、導(dǎo)熱性、熱膨脹特性、彈性等一些特殊的物理性能，如形狀記憶特性、儲(chǔ)氫特性等，成為一類極為重要的功能材料。金屬環(huán)境材料指從生產(chǎn)到使用及回收的整個(gè)過程中，性能優(yōu)良、功能良好、對(duì)資源和能源消耗少、對(duì)環(huán)境污染小、循環(huán)再生利用率高的材料。用金屬環(huán)境材料制造的產(chǎn)品具有以下基本特性：一是優(yōu)良的環(huán)境友好性，即產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用乃至廢棄、回收處理的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境無害或?qū)Νh(huán)境危害甚?。挥脩粼谑褂铆h(huán)境材料產(chǎn)品時(shí)不產(chǎn)生環(huán)境污染或只有微小的污染； 報(bào)廢產(chǎn)品在回收處理過程中產(chǎn)生的廢棄物很少。二是最大限度地利用材料資源，即產(chǎn)品應(yīng)盡量減少材料的使用，減少使用材料的種類，特別是高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性能好[6]。三是最大限度地節(jié)約能源，即產(chǎn)品在生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)所消耗能源應(yīng)最少?，F(xiàn)今世界上具有戰(zhàn)略意義的研究項(xiàng)目有：，其研發(fā)歷史雖僅有三十幾年，但一些發(fā)達(dá)國家已把這種材料的基礎(chǔ)理論和開發(fā)應(yīng)用研究作為其高新技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。其中，鋁基復(fù)合材料，比重小，比剛度、比強(qiáng)度高，耐磨性能好，熱膨脹系數(shù)低，在金屬基復(fù)合材料中始終占主導(dǎo)地位。目前，美國、日本和德國的一些公司已將鋁基復(fù)材料成功地應(yīng)用于活塞、連桿、缸套等內(nèi)燃機(jī)零部件及傳動(dòng)軸、剎車制動(dòng)盤等汽車零部件的制造上，不僅減輕了這些構(gòu)件的重量、延長了壽命，而且還提高了內(nèi)燃機(jī)、汽車的整體性能。，用這種合金做成的金屬絲，即使將它揉成一團(tuán)，但只要達(dá)到某個(gè)溫度，它便能在瞬間恢復(fù)原來的形狀。形狀記憶合金能具有這種不可思議的“記憶力”目前的解釋是因這類合金具有馬氏體相變。凡是具有馬氏體相變的合金，將它加熱到相變溫度時(shí)，就能從馬氏體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體結(jié)構(gòu)，完全恢復(fù)原來的形狀。形狀記憶合金由于具有特殊的形狀記憶功能，所以被廣泛地用于衛(wèi)星、航空、生物工程、醫(yī)藥、能源和自動(dòng)化等方面。：高溫合金，貯氫合金，非晶態(tài)合金等等。其中貯氫合金 氫是21世紀(jì)要開發(fā)的新能源之一。氫能源的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)熱值高、沒有污染和資源豐富。貯氫合金是利用金屬或合金與氫形成氫化物而把氫貯存起來。隨著石油資源逐漸枯竭，氫能源終將代替汽油、柴油驅(qū)動(dòng)汽車，并一勞永逸消除燃燒汽油、柴油產(chǎn)生的污染。綜上所述我們不難發(fā)現(xiàn)金屬材料在工程中一直是最重要的工程材料。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，從資源、能源和環(huán)境方面對(duì)金屬材料提出了新的要求：一是對(duì)已有的金屬材料要最大限度地提高它的質(zhì)量，挖掘它的潛力，使其產(chǎn)生最大的效益；二是開拓金屬材料新的功能，以適應(yīng)更高的使用要求。當(dāng)今世界，我們正面臨著又一場新的技術(shù)革命——有人稱之為第四次工業(yè)革命。這次革命是以信息科學(xué)、材料科學(xué)和生物科學(xué)為前沿的。科技界權(quán)威人士認(rèn)為，這場工業(yè)技術(shù)革命所帶來的影響和創(chuàng)造的社會(huì)財(cái)富，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過歷次工業(yè)革命。如何才能在這次革命中占有先機(jī)呢？我們發(fā)現(xiàn)在所有國家，有效開發(fā)和利用原料，尤其是國內(nèi)原料，是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要前提。在其他工業(yè)高度發(fā)達(dá)的國家里，各種原料供應(yīng)也很緊張。發(fā)達(dá)國家的原料出口，1955年約為94％，1960年約為90％，而1966年已下降到88 ％。各國都將材料的研究探索置于國家的首要地位。走在材料科學(xué)的最前沿，特別是對(duì)新型金屬材料的探索研究將對(duì)社會(huì)進(jìn)步，綜合國力的增強(qiáng)，環(huán)境保護(hù)有著舉足輕重的戰(zhàn)略性意義。在對(duì)材料科學(xué)的研究過程中，我們不能再將目光短淺地放在不同類別的材料上，金屬材料的進(jìn)一步發(fā)展也越來越依賴于與非金屬材料，高分子材料等不同材料的合理結(jié)合，材料科學(xué)家們將開創(chuàng)一個(gè)合作研究的新局面，即在“系統(tǒng)論”的新時(shí)代，要求梭此分割的各專門學(xué) 科結(jié)合起來，要求被隔絕于各專門學(xué)科的科學(xué)工作者們認(rèn)識(shí)到所肩負(fù)的共同使命，協(xié)同工作，高效地創(chuàng)造價(jià)廉、優(yōu)質(zhì)和低消耗的新材料。金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材 料和復(fù)合材料的界線將逐漸模糊，四類材料的統(tǒng)一性將會(huì)逐漸增加，包容這四類材料理論的“材料科學(xué)”將成為名副其實(shí)。金屬材料的新發(fā)展發(fā)展就是不斷探索新材料，何為“新材料”？它包含著兩個(gè)層面的含義，一是對(duì)傳統(tǒng)材料的再開發(fā)，使其在性能上獲得重大突破的材料；二是采用新工藝和新技術(shù)合成，開發(fā)出具有各種擁有不同金屬材料亦或是非金屬材料特性優(yōu)點(diǎn)的材料。由此可以看出，新材料與新工藝、新技術(shù)有著密切的關(guān)系。一方面，新工藝與新技術(shù)的使用不斷地?cái)U(kuò)展了人類的技術(shù)手段，從而使人類更加充分地開發(fā)傳統(tǒng)材料中的各種新的性能或功能，更重要的是，通過新的合成工藝與技術(shù)，使人類獲得種類更多、性能更佳的新型材料。新型材料，新型工藝，新型技術(shù)需要一個(gè)對(duì)已有知識(shí)體系的熟練運(yùn)用，去掌握材料科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程，使原有各理論相互結(jié)合的艱難創(chuàng)新的過程。