北京科技大学材料成形与设计课程作业

目前，为什么说“钢铁仍是最重要、通用性和适应性最强的工程材料”？你是如何理解的

钢铁仍是最重要，通用性和适应性最强的工程材料，这是因为

1、钢铁材料的应用在日常生活中的各个方面均有成熟的经验，范围之广无能替代，最广泛使用的基础原材料；埃菲尔铁塔的浪漫美、鸟巢的自然美无不显示出钢铁材料在现实生活中的巨大作用。钢铁材料是人类经济建设和日常生活中所使用的罪重要的结构材料和产量最大的材料，是人类社会进步所依赖的重要物质基础。钢铁工业是为机械制造和金属加工、颜料动力、化学工业、建筑业、宇航与军工，以及交通运输业、农业等部门提供原材料和钢铁产品的重要基础工业。

2、钢铁材料的性能的可塑性其他材料望尘莫及；钢铁材料适合各种加工方式，包括锻造、轧制、冲压以及车铣铇磨等加工方式，并且，钢铁材料具有良好的焊接性。钢铁材料的性能包括良好的硬度、可延展性、耐磨性、耐腐蚀性、耐热性和抗高温变形性。

3、钢铁材料价格低廉，是其他材料所不能比拟的；

4、钢铁产品的原材料资源比较丰富，特别是钢铁具有可重复利用性，因此钢铁材料具有发展前途。

5、冶炼技术的成熟和制品的标准化其他材料近期难就。

6经济发展水平和经济实力的重要标志在世界上，不论是发达国家还是发展中国家，都非常重视发展钢铁工业，因为它是国家工业化的支柱。没有强大的钢铁工业，要实现工业化的社会是困难的。因此在一个相当长的历史时期，钢铁工业发展程度如何，是衡量一个国家工业化水平高低的重要标志之一。总之，钢铁材料是人类社会的基础材料，是社会文明的标志。

7不断发展的新材料。高性能化（高强度、高韧性、长寿面），高精度化（高形状尺寸精度、表面质量、低成本化（低合金含量、低工艺成本）、绿色化（易于回收和再利用）钢铁材料品种规格多样化（特殊异型材、复合材料）、研制开发新型钢铁材料（超细晶粒钢、双相钢、超深冲IF钢、TRIP钢、高氮不锈钢、非晶微晶钢）

8主导地位的结构材料。铁的发明对人类历史进程影响重大，直到今天钢铁材料仍旧是应用最广泛、支持经济发展和社会进步的最主要的材料。尽管现代人们正在研究各种新材料，以期望它们部分能代替钢铁材料，但始终没有一种材料可以代替钢铁的地位。可以预期，在较长的历史阶段内，钢铁作为基础原材料的地位不可动摇。

论述“材料基因工程技术” 在材料设计中的重要作用。

材料基因工程，是借鉴生物学上的基因工程技术，探究材料结构（或配方、工艺）与材料性质（性能）变化的关系。并通过调整材料的原子或配方、改变材料的堆

积方式或搭配，结合不同的工艺制备，得到具有特定性能的新材料。通过高通量的第一性原理计算，结合已知的可靠实验数据，用理论模拟去尝试尽可能多的真实或未知材料，建立其化学组分，晶体结构和各种物性的数据库；利用信息学、统计学方法，通过数据挖掘探寻材料结构和性能之间的关系模式，为材料设计师提供更多的信息，拓宽材料筛选范围，集中筛选目标，减少筛选尝试次数，预知材料各项性能，缩短性质优化和测试周期，从而加速材料研究的创新。以材料设计和模拟为基础的材料基因工程已经成为当前材料科学中不可或缺的一部分，也已经让人们看到了材料基因工程的巨大作用。在材料基因工程提出之前，新材料从研发到市场应用时间跨度非常长，某种新材料从最初的研究开发，经性能优化、系统设计与集成、验证、制造再到投入市场通常需要10~20年时间。部分原因是一直以来过度依赖对材料研发的科学直觉与实验判断，目前大部分材料的设计与测试是通过耗时的重复实验来完成的。而实际上，有些实验通过理论计算工具就能完成模拟。材料基因工程采用强大的计算分析和理论模拟工具，减少新材料研发和生产过程中对物理实验的依赖。改进的数据共享系统和一体化的工程团队将允许设计、系统工程与生产活动的重叠与互动。这种新的综合设计将结合更多的计算与信息技术，加上实验与表征方面的进步，将显著加快材料投入市场的种类及速度，材料的开发周期可从目前的10~20年缩短为5~10年。

材料基因工程可以在高性能计算机的辅助下，通过理论计算揭示物质构成、不同元素排列与材料功能之间关系，进而实现有目的设计新材料的科学工程，大大缩短了新材料的研发周期和研发成本，导致性能优越的新型功能材料不断产生。

三、第一种钢参考Q195或IF钢，第二种参考双相不锈钢，第三种参考低合金高强度钢

四、孔型轧制/管材焊接、模锻/铣床、拉拔/铸造