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4用途扩大要求新材料与新的制备技术使用要求的提高催生新材料高级轿车外壳用钢要求承载能力和深冲性能：无间隙元素钢IF桥梁、船舶用钢要求焊接性能，抗冷脆：超低碳贝氏体钢钢结构轻量化要求高强韧性，耐蚀，耐疲劳：超级钢、超强钢丝软包装饮料罐要求轻、薄、不泄漏：铝箔要求高比强，耐腐蚀，阻燃：阻燃钛合金变形性能好的轻合金：新型镁合金铝箔Al-Mn-Mg系，具有强度高、耐蚀性好、良好的深冲和变薄拉深性能，目前是世界上广泛使用的饮料罐用铝合金。CubeGossBrassSCopper15.4%7.2%3.8%12.1%3.7%织构组成多道次冷轧变形80%屈服应力：260~280MPa各向异性小超强钢丝子午轮胎结构子午线轮胎具有耐磨性好、滚动阻力小、节油、缓冲性能好、行驶里程高、速度快、安全可靠性强、翻新次数多、使用寿命长、牵引性能和通过性能好等优点钢帘线钢为高碳钢丝，是强度最高的钢铁材料，是高碳珠光体钢经拉拔加工得以强化的。Fe-0.7%C-0.5%Mn-0.18Si（wt.%）盘条（直径5.6mm）干拉拔+奥氏体化+珠光体等温转变+电镀黄铜中间态钢丝直径1.26mm24道次高速湿拉拔成品钢丝直径0.2mm钢帘线生产工艺纵截面组织横截面组织变形前应变2.75新材料制备的新思路与工艺创新l从分层次到多层次进行材料设计电子结构，原子结构，相及晶体结构，晶体缺陷，显微结构，耗散结构l性能（要求）组织工艺性能物理模型，数学模型和力学模型l新材料、新技术、新工艺的相互结合l与计算机模拟密切结合（设计与制造）材料数据库，专家系统和计算机辅助合金设计l追求极限状态（极限性能与极限制备条件）l性能复合化、功能梯度化材料的工艺就是通过一系列的过程，完成材料由一种状态到另一种状态的变化。通过改变外界条件，就可以获得新的工艺，这是研制新工艺的一个要点。对新工艺的研制，即可以从突破旧工艺极限的角度出发，利用超出常规的条件发展新工艺，也可以利用原有的工艺，通过新组合或应用到新领域而得到新的成果。工艺创新途径先进材料离不开新工艺新技术开发材料设计为新工艺开发引路外界条件变化可以是设备变化，也可以是工艺参数的变化，或是加上广义的场处理（包括温度场、应力场、电场、磁场）。旧工艺组合：例如-连铸连轧、金属雾化喷射沉积借鉴制备其他材料的工艺：例如-粉末冶金、吹胀成型薄板坯连铸连轧技术金属雾化喷射沉积生产带类产品的喷射沉积室经济性稳定性环境兼容性物美价廉是商品经济的基本原则，因此特别要强调工艺的经济性。在实际的工程应用中为降低加工成本，需要考虑到：工件的形状和大小；加工材料的工艺性能；要求的精度和表面质量；零件的数量和批量等等诸多因素。以超级钢为例看工艺的改进日本、韩国、欧共体、中国的超级钢计划。其目标是对各种强度等级的钢，通过冶炼，变形及热处理工艺的改进，在保持原有塑韧性的基础上，使强度增加一倍。国家973项目“新一代钢铁材料重大基础研究”，1997年日本1997年启动“超级钢计划”，10年1000亿日元；“强度提高1倍、寿命提高1倍、价格基本不变”，4X效应北美和欧洲联合完成“超轻钢车身”。节能，减少排放。发展趋势为：生产向流程紧凑化，连续化和高洁净度方向发展；特殊钢需求增加：不锈耐蚀，导电导磁等；结构钢：高强高寿命。实现的技术路线：组织细化、高洁净与高均匀性全等轴晶铸坯技术：低过热度的形成与控制，低温度梯度的形成与控制，电磁场促进溶质均匀化分布无污染脱氧技术：固体电解质器件浸入钢液吸收溶解氧控轧控冷技术：控制轧后冷却形变诱导铁素体相变技术：相变发生在轧钢过程中低碳钢经高温形变热处理获得的微米级晶粒组织10μm晶界取向差分布图所以在超级钢计划中，各种工艺的改进均是通过晶粒超细化来实现强度升高的目标。中国在80年代建造的一批钢结构建筑,大量使用进口钢材北京国贸一期,二期北京京广大厦一期二期三期全钢结构混凝土核心筒＋钢结构1998.3.25~1998.9.8高度米155.15156330层数(地下)层52?(3)38(2)建筑面积万平方米8.9599.6用钢量万吨1.080.854～5NKK(SM50A,SM50B,SM41)NKK,板厚35-85mm,其中50~60占一半,卢森堡(BS4360)性能S:0.005;SM490YB,Z25,500Mpa钢材供应商(钢号)京广中心1988,12高度米108层数(地下)层建筑面积万平方米14.5091用钢量万吨1.7734日本SM50B柱;SM50A梁性能最大厚度80mm钢材供应商(钢号)90年代以来,一大批重点建设工程使用了国产钢材北京中关村金融中心北京动物园交通枢纽工程用钢13089吨板厚6810121416182024283034364045505560657080100Q235CQ345BQ345C规格H型钢110455056865401200吨,58.7%13321290500H700*300*13*24建筑面积6.93万平方米北京中关村金融中心钢结构工程全部国产钢材1177987126111054钢板HH400*200*8*13H350*175*7*11国家大剧院壳体钢结构工程用钢7000吨板厚68910121315161820252630354060Q235BQ345BQ345DZ35:2500吨,占43%管径148166174220壁厚56788126812101212国家大剧院椭圆球壳体钢结构工程建筑面积3万平方米1941180钢管全部国产钢材钢板58205200吨,占17%140168奥运场馆建设北京奥林匹克公园美国SasakiAssociates,Inc/天津华汇工程建筑设计公司。奥运公园占地1135公顷,其中森林公园680公顷,奥体中心291公顷,原亚运会体育中心及预留地114公顷,其他50公顷。奥体中心包括体育场,体育馆,游泳馆等14个体育场馆,会展中心、文化娱乐设施,奥运村等。国家体育场，鸟巢开启式鸟巢建筑方案(B11方案),瑞士赫尔佐格和德梅隆设计公司与中国建筑设计研究院合作设计。造型特点是结构骨架即为建筑外观形象,结构与建筑糅合在一起。建筑面积20万平方米,投资35亿元,设10万人观众席(8万固定,2万临时)外部骨架用钢5万吨,内部看台用钢4万吨。国家游泳中心，水立方【H2O】32003年底动工,2006年底建成。B04方案(中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW建筑师事务所、奥雅纳澳大利亚有限公司联营体参赛设计)建筑虽然采用了“传统的火柴盒式”,但其结构有新意：在理解水分子结构的基础上，用多面体的空间组成形成了墙和屋顶的整体结构。占地62950平米,6000坐席(固定4000,活动坐席2000),8亿元投资新一轮钢结构工程建设提出的新挑战l中国钢铁工业协会与中国钢结构协会专家委员会、房屋钢结构分会对国家体育场、北京五棵松体育中心、中央电视台新台及北京国贸中心(三期)等重点工程用厚板进行调研。用钢量约22万吨,所需部分钢材钢级拟选用Q390GJ钢,板厚规格最大达130mm。这些在《高层建筑用钢板》YB4104-2000标准中尚未列入(标准中牌号的屈服点分为235MPa和345MPa两个级别)，(板厚上限80mm)已立项修订并升级为国家标准，内容增加了390和460级钢.未来的金属更高higher更强stronger更快faster