高速发展中的新型

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1、高速发展中的新型金属材料姓名：于波常州机电职业技术学院模具系摘要文章简单介绍了现代材料科学研究的基本内容和最新进展；对新型高性能金属材料如高温合金、钛合金、铝锂合金等材料的研究现状及应用作出了较为详细的阐述；并对21世纪高性能金属材料的发展方向作出了分析与展望。关键词合金金属材料能源、信息和材料被认为是一个国家国民经济的三大支柱。没有先进的材料，就没有先进的工业、农业和科学技术。人类从石器时代到青铜时代，从蒸汽机到电子芯片的诞生，每一次时代的飞跃都必然伴随着材料的革命。如果没有高纯度、大直径硅单晶的研制成功，就不会有后来发展起来的集成电路，更不会有

2、今天如此先进的计算机和电子设备。因此，历史学家都将材料作为衡量一个国家文明程度的标准，并据此而将历史化分为石器时代、青铜器时代、铁器时代等等。从世界科技发展史看，重大的技术革新往往起始于新材料的产生。例如，上世纪50年代镍基超级高温合金的出现，使金属高温材料的使用温度由原来的700℃提高到900℃以上，从而导致了超音速飞机的问世。反过来，近代新技术（如原子能技术、计算机技术、航天技术等）的发展又促进了新材料的产生。在十八世纪后的欧洲工业革命中，随着对金属材料的需求，在化学、物理及材料力学等学科的基础上，产生了金属学这门学科。二十世纪以后，由于X射线

3、衍射技术、透射电子显微技术以及固体物理、量子力学等相关学科的发展，进一步推动了金属材料的深入发展，在现代材料科技中高分子材料和复合材料（陶瓷材料）、复合材料和具有优异的光、电、磁性能的功能引言材料应用日益广泛，金属材料与非金属材料相互渗透，互相促进，逐渐形成了一门新形的学科体系——材料科学与工程。材料科学与工程——关于材料成份、结构与性能之间的关系和应用的一门科学，涉及的领域包括材料科学基础、材料工程、材料表面工程、材料的性能及测试技术等等。而金属材料是材料学科中的重要组成（核心）部分，金属材料的研究往往对一个国家的交通、机械、军事等相关领域起到一

4、个重要的影响作用。我们知道，1957年11月，原苏联人造卫星被送入太空，它对当时美国朝野的震动可与二战时期日本偷袭珍珠港事件相比。美国政府的调查表明，当时主要的问题在于金属材料的研究落后于原苏联。此后，以美国为代表的西方先进工业国家十分重视材料的研究与开发。美国关键技术委员会早在1991年确定的22项关键技术中，材料占了五项：①材料的合成与加工；②电子和光电子材料；③陶瓷材料；④复合材料；⑤高性能金属和合金。日本为开拓21世纪选定的基础技术研究项目中共涉及46个领域，其中关于新材料的基础研究项目就占据14项之多。钢铁材料的发展在上世纪中期，就世界范

5、围来说，处于最鼎盛的时期。金属材料作为结构材料已经走过了它最辉煌的年代。在21世纪，金属材料虽不像信息材料、生物材料、纳米材料等属于高科技的先进材料，但由于其具有较高强度、高弹性模量、高韧性及优异的物理特性和加工工艺性能。因此，在材料科学领域中仍然占有非常重要的地位，尤其在交通运输和机械制造业中，钢铁材料的应用仍然占90%以上。美国福特汽车公司曾统计在汽车结构件中，金属材料占90%以上。正如世界著名的材料学家柯垂瓦（Cotterl）在美国金属学会议上发言时说：“将来我们会继续研究和使用金属及合金，特别是钢铁”。但就目前世界各工业发达国家的情况可以看

6、出，在金属材料研发方面，常规的、传统的金属材料钢种体系开发及热加工成型工艺（即材料的铸造技术，锻压技术、焊接技术、热处理技术），随着钢铁物理冶金技术发展，随着对钢中马氏体相变、贝氏体相变、钢的合金化原理以及氢致开裂的机理的深入了解和断裂力学的不断发展，而逐渐趋于成熟和完善。因此，发达国家的材料学家、冶金学者，正在着力研究各种更高性能的新型金属材料。近十年来，开发各种高性能的新型金属材料已成为金属材料工程领域中主要的发展方向。所谓高性能是指具有比常用的金属材料更高强度、高韧性、耐高温、耐低温、抗腐蚀、抗辐射等性能的金属材料。这种材料的产生将对人类发展

7、空间技术、核能技术、海洋开发等领域领域有着重要的推动意义。目前，各种高性能金属材料作为结构材料和功能材料现在已广泛地应用于机械、化工、航空航天、生物医学、信息技术、新能源等高技术领域，同普通的金属材料相比较，它有明显的性价比优势和广阔的市场前景。今天，我就几种新型金属材料的研究情况和发展动态向各位作一简单介绍。一、高温合金航空发展历史表明，材料科学每一次新的技术突破，都给航空技术带来巨大的影响，飞行器性能得到较大幅度提高；高温合金就是随航空技术的的发展而应运而生的。高温合金一般指在650℃以上的具有很高并且抗氧化、抗蠕变的金属材料。这类合金材料中N

8、i基合金最重要，在航空发动机中应用最广。高温合金的使用始于20世纪初，但我们知道，耐热钢和铁基耐热合金在较高载荷下的最高使