金属材料强韧化与组织调控 上海交通大学材料科学与工程学院 主讲人：赵冰冰，万见峰
上海交通大学 材料科学与工程学院 主讲人：赵冰冰，万见峰 金属材料强韧化与组织调控
课程性质和任务 金属材料强韧化与组织调控是材料科学与工 程金属材料的核心专业课。其目的在于传授金属 强韧化的基本概念、原理，提供典型案例，为本 专业本科生奠定材料强韧化的理论基础。掌握材 料强韧化的基本原理，熟悉重要的强韧化工艺技 术
课程性质和任务 金属材料强韧化与组织调控是材料科学与工 程金属材料的核心专业课。其目的在于传授金属 强韧化的基本概念、原理，提供典型案例，为本 专业本科生奠定材料强韧化的理论基础。掌握材 料强韧化的基本原理，熟悉重要的强韧化工艺技 术
今天的材料研究前沿 Most active:IT related materials Most high wanted:energy materials Most prosperous:Biomaterials Most Frontier:low dimensional materials(nano) Potential:Smart materials;environmental material Still Hot:structural materials
今天的材料研究前沿 Ø Most active: IT related materials Ø Most high wanted: energy materials Ø Most prosperous: Biomaterials Ø Most Frontier: low dimensional materials (nano) Ø Potential: Smart materials; environmental material Ø Still Hot: structural materials
结构材料与国计民生 我国的洲际导弹射程（Al-Li合金的采用) 中国的大飞机项目（核心叶片技术） 你家的汽车是否安全？（耐冲击，应力腐蚀) 最为重要的性能：强韧性！
结构材料与国计民生 我国的洲际导弹射程（Al-Li合金的采用） 中国的大飞机项目（核心叶片技术） 你家的汽车是否安全？（耐冲击，应力腐蚀） 最为重要的性能：强韧性！
强度 The strength of a material is its ability to withstand an applied load without failure. AStress O=F/A yield fracture X non-linear area o=f(E) linear area O=EE strain E F
强度 The strength of a material is its ability to withstand an applied load without failure
韧性 Toughness is the ability of a material to absorb energy and plastically deform without fracturing. the amount of energy per volume that a material can absorb before rupturing. Astress O=F/A energy "ef fracture 'o de yield X volume non-linear area o=f(E) linear area O=EE strain E
韧性 Toughness is the ability of a material to absorb energy and plastically deform without fracturing. the amount of energy per volume that a material can absorb before rupturing
金属材料 300 250 “The future of 200 Steels Metals” Lu Ke 150- 'ssauybnoy ainpeid 2010 Science 100- Ni alloys Ti alloys Cu 50- alloys Engineering polymeric composites AL alfoys 0 Polymers Mg alloys Carbon fibers Ceramics 1D0 2D0 300 400 1000 2000 Strength-to-weight ratio (MPa cm3g-1)
金属材料 “The future of Metals ” Lu Ke 2010 Science
材料选择 为何钢铁： 钢铁是什么？Fe一C合金？ 钢铁成分组织性能关系 钢铁的问题？ 复杂的成分，多种晶体结构，多 种相及相结构，多层次相结构， 大范围可调节的组织
材料选择 复杂的成分，多种晶体结构，多 种相及相结构，多层次相结构， 大范围可调节的组织。 为何钢铁：
钢的高强度化 pearlitic ausforming maraging martensitic bainitic F-P steel MA austenitic PLC pure iron 0 1000 2000 3000 4000 5000 Rm,MPa
钢的高强度化
钢铁依然是现在和可见将来的主要结构材料 来源丰富： faster 价格低廉： higher 制备技术成熟： 应用技术完善： 性能大幅可调： 寿命设计可靠： 循环使用可行： stronger 材料技术来源： 发展空间广阔：
钢铁依然是现在和可见将来的主要结构材料