18工程材料的发展趋势 据预测,21世纪初期, 金属材料在工程材料中仍 将占主导地位,其中钢铁 仍是产量最大、覆盖面最 的工程材料,但非金属 材料和复合材料的发展会 更加迅速。 今后材料发展的总趋 势是:以高性能和可持续 发展为目标的传统材料的 改造及以高度集成化、微 细化和复合化为特征的新 代材料的开发。 图1-60航天飞机
1.8 工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期， 金属材料在工程材料中仍 将占主导地位，其中钢铁 仍是产量最大、覆盖面最 广的工程材料，但非金属 材料和复合材料的发展会 更加迅速。 今后材料发展的总趋 势是：以高性能和可持续 发展为目标的传统材料的 改造及以高度集成化、微 细化和复合化为特征的新 一代材料的开发。 图1-60 航天飞机
1生产工艺的完善和开发 完善传统的冶金工艺和开发新工艺,是钢铁工 业技术进步的两大趋向,其中包括洁净钢冶炼、转 炉少渣炼钢、非高炉炼铁(如直接还原和熔炼还原) 和带钢铸造等。各类精炼钢、纯净钢、预硬化钢材、 涂层钢板、复合钢板等将广泛应用,性能更规范, 质量更稳定。 钢铁生产正从粗放型向集约型转变,全面提高 技术素质,实现优质高效节能降耗和环境保护,以 保证可持续发展。将进一步开发钢材品种,并大力 提高钢铁产品的质量和性能。如严格控制杂质元素 含量和化学成分,力求显微组织均匀和力学性能稳 定等
1.生产工艺的完善和开发 完善传统的冶金工艺和开发新工艺，是钢铁工 业技术进步的两大趋向，其中包括洁净钢冶炼、转 炉少渣炼钢、非高炉炼铁（如直接还原和熔炼还原） 和带钢铸造等。各类精炼钢、纯净钢、预硬化钢材、 涂层钢板、复合钢板等将广泛应用，性能更规范， 质量更稳定。 钢铁生产正从粗放型向集约型转变，全面提高 技术素质，实现优质高效节能降耗和环境保护，以 保证可持续发展。将进一步开发钢材品种，并大力 提高钢铁产品的质量和性能。如严格控制杂质元素 含量和化学成分，力求显微组织均匀和力学性能稳 定等
2新材料的研制与开发 (1)先进的金属材料1)高效金属材料 为了实现工业可持续发展, 必须大幅度地提高材料的使用效 能,因而高效材料应运而生。如 高效钢不仅强度比现在的钢铁提 高一倍,而且耐磨、耐蚀等性能 也将大幅度改善。 2)金属间化合物 金属间化合物具有高温强 度高、抗氧化性能好、密度低等 优点,因而最先用于航空航天领 图1-61 域。现除了Ni-A系、Fe-Al系等 金属间化合物制品 金属间化合物早已用于一般机械 制造外,Ti-A基合金用作汽车 排气阀材料也已受到重视
2.新材料的研制与开发 1）高效金属材料 为了实现工业可持续发展， 必须大幅度地提高材料的使用效 能，因而高效材料应运而生。如 高效钢不仅强度比现在的钢铁提 高一倍，而且耐磨、耐蚀等性能 也将大幅度改善。 2）金属间化合物 金属间化合物具有高温强 度高、抗氧化性能好、密度低等 优点，因而最先用于航空航天领 域。现除了Ni-Al系、Fe-Al系等 金属间化合物早已用于一般机械 制造外，Ti-Al基合金用作汽车 排气阀材料也已受到重视。 图1-61 金属间化合物制品 （1）先进的金属材料
3快速冷凝金属材料 由于快速冷凝比常规冷 凝速度快得多,可获得一系列 非平衡态的非晶、微晶金属合 金。如类似玻璃的某些结构特 征的金属玻璃,具有超耐蚀和 高强韧等特性,可用于制作变 压器铁心等。 4)超细颗粒纳米金属材料 超细颗粒泛指直径小于 100m的颗粒,一般由几千 个原子组成。在电子、化工、图1-62激冷铸铁金相组织 原子能、航空航天和生物医药 等方面有着广泛的用途
3)快速冷凝金属材料 由于快速冷凝比常规冷 凝速度快得多，可获得一系列 非平衡态的非晶、微晶金属合 金。如类似玻璃的某些结构特 征的金属玻璃，具有超耐蚀和 高强韧等特性，可用于制作变 压器铁心等。 4）超细颗粒纳米金属材料 超细颗粒泛指直径小于 100nm的颗粒，一般由几千 个原子组成。在电子、化工、 原子能、航空航天和生物医药 等方面有着广泛的用途。 图1-62 激冷铸铁金相组织
2)先进的高分子材料 1)高性能工程塑料 通过改革单一聚合物的 聚合态或将不同聚合物共混, 可使是产量大、价格低、性 能一般的通用塑料(如聚乙 烯和聚丙烯等)变为高强度 超高韧性的工程塑料。 2)功能高分子材料 具有导电、光敏或磁性等 功能的高分子材料和医用高 分子材料、仿生高分子材料 图1-63 环境友好高分子材料、信息 功能高分子材料以及高分子 高性能工程塑料 材料的再生利用技术等,可 望在未来取得较大的进展
（2）先进的高分子材料 1）高性能工程塑料 通过改革单一聚合物的 聚合态或将不同聚合物共混， 可使是产量大、价格低、性 能一般的通用塑料（如聚乙 烯和聚丙烯等）变为高强度、 超高韧性的工程塑料。 2）功能高分子材料 具有导电、光敏或磁性等 功能的高分子材料和医用高 分子材料、仿生高分子材料、 环境友好高分子材料、信息 功能高分子材料以及高分子 材料的再生利用技术等，可 望在未来取得较大的进展。 图1-63 高性能工程塑料