北京科技大學(xué)材料成形與設(shè)計(jì)課程作業(yè).doc

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目前，為什么說(shuō)“鋼鐵仍是最重要、通用性和適應(yīng)性最強(qiáng)的工程材料”？你是如何理解的 鋼鐵仍是最重要，通用性和適應(yīng)性最強(qiáng)的工程材料，這是因?yàn)? 1、鋼鐵材料的應(yīng)用在日常生活中的各個(gè)方面均有成熟的經(jīng)驗(yàn)，范圍之廣無(wú)能替代，最廣泛使用的基礎(chǔ)原材料；埃菲爾鐵塔的浪漫美、鳥巢的自然美無(wú)不顯示出鋼鐵材料在現(xiàn)實(shí)生活中的巨大作用。鋼鐵材料是人類經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中所使用的罪重要的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最大的材料，是人類社會(huì)進(jìn)步所依賴的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼鐵工業(yè)是為機(jī)械制造和金屬加工、顏料動(dòng)力、化學(xué)工業(yè)、建筑業(yè)、宇航與軍工，以及交通運(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門提供原材料和鋼鐵產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)工業(yè)。 2、鋼鐵材料的性能的可塑性其他材料望塵莫及；鋼鐵材料適合各種加工方式，包括鍛造、軋制、沖壓以及車銑铇磨等加工方式，并且，鋼鐵材料具有良好的焊接性。鋼鐵材料的性能包括良好的硬度、可延展性、耐磨性、耐腐蝕性、耐熱性和抗高溫變形性。 3、鋼鐵材料價(jià)格低廉，是其他材料所不能比擬的； 4、鋼鐵產(chǎn)品的原材料資源比較豐富，?特別是鋼鐵具有可重復(fù)利用性，因此鋼鐵材料具有發(fā)展前途。 5、冶煉技術(shù)的成熟和制品的標(biāo)準(zhǔn)化其他材料近期難就。 6經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志在世界上，不論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都非常重視發(fā)展鋼鐵工業(yè)，因?yàn)樗菄?guó)家工業(yè)化的支柱。沒(méi)有強(qiáng)大的鋼鐵工業(yè)，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的社會(huì)是困難的。因此在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期，鋼鐵工業(yè)發(fā)展程度如何，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平高低的重要標(biāo)志之一?？傊?，鋼鐵材料是人類社會(huì)的基礎(chǔ)材料，是社會(huì)文明的標(biāo)志。 7不斷發(fā)展的新材料。高性能化（高強(qiáng)度、高韌性、長(zhǎng)壽面），高精度化（高形狀尺寸精度、表面質(zhì)量、低成本化（低合金含量、低工藝成本）、綠色化（易于回收和再利用）鋼鐵材料品種規(guī)格多樣化（特殊異型材、復(fù)合材料）、研制開發(fā)新型鋼鐵材料（超細(xì)晶粒鋼、雙相鋼、超深沖IF鋼、TRIP鋼、高氮不銹鋼、非晶微晶鋼） 8主導(dǎo)地位的結(jié)構(gòu)材料。鐵的發(fā)明對(duì)人類歷史進(jìn)程影響重大，直到今天鋼鐵材料仍舊是應(yīng)用最廣泛、支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的最主要的材料。盡管現(xiàn)代人們正在研究各種新材料，以期望它們部分能代替鋼鐵材料，但始終沒(méi)有一種材料可以代替鋼鐵的地位?？梢灶A(yù)期，在較長(zhǎng)的歷史階段內(nèi)，鋼鐵作為基礎(chǔ)原材料的地位不可動(dòng)搖。 論述“材料基因工程技術(shù)” 在材料設(shè)計(jì)中的重要作用。 材料基因工程，是借鑒生物學(xué)上的基因工程技術(shù)，探究材料結(jié)構(gòu)（或配方、工藝）與材料性質(zhì)（性能）變化的關(guān)系。并通過(guò)調(diào)整材料的原子或配方、改變材料的堆積方式或搭配，結(jié)合不同的工藝制備，得到具有特定性能的新材料。通過(guò)高通量的第一性原理計(jì)算，結(jié)合已知的可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用理論模擬去嘗試盡可能多的真實(shí)或未知材料，建立其化學(xué)組分，晶體結(jié)構(gòu)和各種物性的數(shù)據(jù)庫(kù)；利用信息學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘探尋材料結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系模式，為材料設(shè)計(jì)師提供更多的信息，拓寬材料篩選范圍，集中篩選目標(biāo)，減少篩選嘗試次數(shù)，預(yù)知材料各項(xiàng)性能，縮短性質(zhì)優(yōu)化和測(cè)試周期，從而加速材料研究的創(chuàng)新。以材料設(shè)計(jì)和模擬為基礎(chǔ)的材料基因工程已經(jīng)成為當(dāng)前材料科學(xué)中不可或缺的一部分，也已經(jīng)讓人們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，新材料從研發(fā)到市場(chǎng)應(yīng)用時(shí)間跨度非常長(zhǎng)，某種新材料從最初的研究開發(fā)，經(jīng)性能優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成、驗(yàn)證、制造再到投入市場(chǎng)通常需要10~20年時(shí)間。部分原因是一直以來(lái)過(guò)度依賴對(duì)材料研發(fā)的科學(xué)直覺(jué)與實(shí)驗(yàn)判斷，目前大部分材料的設(shè)計(jì)與測(cè)試是通過(guò)耗時(shí)的重復(fù)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成的。而實(shí)際上，有些實(shí)驗(yàn)通過(guò)理論計(jì)算工具就能完成模擬。材料基因工程采用強(qiáng)大的計(jì)算分析和理論模擬工具，減少新材料研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的依賴。改進(jìn)的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)和一體化的工程團(tuán)隊(duì)將允許設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程與生產(chǎn)活動(dòng)的重疊與互動(dòng)。這種新的綜合設(shè)計(jì)將結(jié)合更多的計(jì)算與信息技術(shù)，加上實(shí)驗(yàn)與表征方面的進(jìn)步，將顯著加快材料投入市場(chǎng)的種類及速度，材料的開發(fā)周期可從目前的10~20年縮短為5~10年。 材料基因工程可以在高性能計(jì)算機(jī)的輔助下，通過(guò)理論計(jì)算揭示物質(zhì)構(gòu)成、不同元素排列與材料功能之間關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有目的設(shè)計(jì)新材料的科學(xué)工程，大大縮短了新材料的研發(fā)周期和研發(fā)成本，導(dǎo)致性能優(yōu)越的新型功能材料不斷產(chǎn)生。 三、第一種鋼參考Q195或IF鋼，第二種參考雙相不銹鋼，第三種參考低合金高強(qiáng)度鋼 四、孔型軋制/管材焊接、模鍛/銑床、拉拔/鑄造