北京科技大學材料成形與設(shè)計課程作業(yè).doc

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目前，為什么說“鋼鐵仍是最重要、通用性和適應性最強的工程材料”？你是如何理解的 鋼鐵仍是最重要，通用性和適應性最強的工程材料，這是因為 1、鋼鐵材料的應用在日常生活中的各個方面均有成熟的經(jīng)驗，范圍之廣無能替代，最廣泛使用的基礎(chǔ)原材料；埃菲爾鐵塔的浪漫美、鳥巢的自然美無不顯示出鋼鐵材料在現(xiàn)實生活中的巨大作用。鋼鐵材料是人類經(jīng)濟建設(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，是人類社會進步所依賴的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼鐵工業(yè)是為機械制造和金屬加工、顏料動力、化學工業(yè)、建筑業(yè)、宇航與軍工，以及交通運輸業(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)的成熟和制品的標準化其他材料近期難就。 6經(jīng)濟發(fā)展水平和經(jīng)濟實力的重要標志在世界上，不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，都非常重視發(fā)展鋼鐵工業(yè)，因為它是國家工業(yè)化的支柱。沒有強大的鋼鐵工業(yè)，要實現(xiàn)工業(yè)化的社會是困難的。因此在一個相當長的歷史時期，鋼鐵工業(yè)發(fā)展程度如何，是衡量一個國家工業(yè)化水平高低的重要標志之一?？傊?，鋼鐵材料是人類社會的基礎(chǔ)材料，是社會文明的標志。 7不斷發(fā)展的新材料。高性能化（高強度、高韌性、長壽面），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、復合材料）、研制開發(fā)新型鋼鐵材料（超細晶粒鋼、雙相鋼、超深沖IF鋼、TRIP鋼、高氮不銹鋼、非晶微晶鋼） 8主導地位的結(jié)構(gòu)材料。鐵的發(fā)明對人類歷史進程影響重大，直到今天鋼鐵材料仍舊是應用最廣泛、支持經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的最主要的材料。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，但始終沒有一種材料可以代替鋼鐵的地位。可以預期，在較長的歷史階段內(nèi)，鋼鐵作為基礎(chǔ)原材料的地位不可動搖。 論述“材料基因工程技術(shù)” 在材料設(shè)計中的重要作用。 材料基因工程，是借鑒生物學上的基因工程技術(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。通過高通量的第一性原理計算，結(jié)合已知的可靠實驗數(shù)據(jù)，用理論模擬去嘗試盡可能多的真實或未知材料，建立其化學組分，晶體結(jié)構(gòu)和各種物性的數(shù)據(jù)庫；利用信息學、統(tǒng)計學方法，通過數(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)計師提供更多的信息，拓寬材料篩選范圍，集中篩選目標，減少篩選嘗試次數(shù)，預知材料各項性能，縮短性質(zhì)優(yōu)化和測試周期，從而加速材料研究的創(chuàng)新。以材料設(shè)計和模擬為基礎(chǔ)的材料基因工程已經(jīng)成為當前材料科學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)到市場應用時間跨度非常長，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)計與集成、驗證、制造再到投入市場通常需要10~20年時間。部分原因是一直以來過度依賴對材料研發(fā)的科學直覺與實驗判斷，目前大部分材料的設(shè)計與測試是通過耗時的重復實驗來完成的。而實際上，有些實驗通過理論計算工具就能完成模擬。材料基因工程采用強大的計算分析和理論模擬工具，減少新材料研發(fā)和生產(chǎn)過程中對物理實驗的依賴。改進的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)和一體化的工程團隊將允許設(shè)計、系統(tǒng)工程與生產(chǎn)活動的重疊與互動。這種新的綜合設(shè)計將結(jié)合更多的計算與信息技術(shù)，加上實驗與表征方面的進步，將顯著加快材料投入市場的種類及速度，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算機的輔助下，通過理論計算揭示物質(zhì)構(gòu)成、不同元素排列與材料功能之間關(guān)系，進而實現(xiàn)有目的設(shè)計新材料的科學工程，大大縮短了新材料的研發(fā)周期和研發(fā)成本，導致性能優(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度鋼 四、孔型軋制/管材焊接、模鍛/銑床、拉拔/鑄造