未来钢铁结构材料仍将占主导地位

现代材料科学所涵盖的内容，按属性可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料四大类，而按使用性能则可分为主要利用其力学性能的结构材料和主要利用其物理性能的功能材料。人类已经跨进了人工合成材料的新时代。新材料的品种正在以每年几十万种的速度增长。

尽管新材料飞速发展，但作为传统材料的金属材料仍是目前用量最大、使用最广的材料。例如，在机械制造业，金属材料占95%左右（其中钢铁材料占90%，有色金属占5%）。在我国国民经济很多领域，急待解决的大量材料方面的问题，绝大多数是传统材料，特别是钢铁材料问题。

钢铁材料在20世纪30～60年代，就世界范围来说，处于最鼎盛时期。那时，钢铁是材料科学技术的中心。近年来，受“钢铁工业是夕阳工业”这种预测的误导，一些人不重视钢铁材料的研究和发展。而实际情况是：钢铁材料具有生产规模大、综合性能好、易于加工、使用方便、性能价格比好和便于回收等优势。在可以预见的将来，钢铁仍将是占主导地位的结构材料。在很多使用领域，甚至可以说是必选材料。钢铁工业绝不是“夕阳工业”。

日本1997年出台了举世瞩目的“超级钢”研究工程（STX-21）项目，为期10年，日本政府的总投资1000×10⁸日元：普通钢屈服强度从400MPa提高到800MPa；高强度钢抗拉强度从1500MPa提高到3000MPa；锅炉、压力容器钢（650℃，350大气压）强度提高一倍，寿命延长一倍。

与此同时，日本通产省宣布了为期5年（1997～2002年）的“超级金属”计划，以五大钢铁公司与工业技术院合作，从事钢铁材料显微组织控制技术的研究，主要目标是把晶粒尺寸控制在微米级，每年支持250×10⁸日元。

上述计划实施5年，已取得一批重要成果，获得100多项专利，发表460篇论文，正进入实用化阶段。(www.xing528.com)

日本的举措被认为是对世界最重要的工程结构材料——钢铁的再认识，是“第二次铁器时代”来临的前期征兆。传统材料经过努力可以高性能化，使强度和寿命提高一倍。

继STX-21计划之后，国际上又有类似的3项新研究项目启动：①1998年3月，在国际钢铁协会（LISI）主持下，由欧洲和北美35家钢厂和汽车厂联合的“超轻钢车身”项目出笼，它要求车身强度提高80%，车重减轻25%，车重可由平均1300kg/辆降至900kg/辆，每百公里燃耗可降0.7L/辆；②同年，韩国启动了“21世纪高性能结构钢发展”10年项目。由浦项公司研究开发部主持；③由超级钢思路发展形成“超细晶粒钢”，得到美国等发达国家的积极响应，2001年以比利时冶金研究中心（CRM）、德国钢铁协会研发机构（BFI）、罗马材料发展中心（CSM）等为主的联合研究机构成立。

1998年5月，本文作者赴日考察新日铁、住友金属、日本钢管（NKK）、川崎制铁的油气输送管和油井管研究情况时，与四大钢铁公司的科研人员进行技术交流。期间，日方介绍了STX-21计划。上述四大钢铁公司都承担了STX-21计划的很多任务。他们特别指出，高强度管线钢、高性能油井管和石油、石化装备的关键部件用钢均列入了STX-21计划。2002年6月，再次访日时，进一步了解了列入STX-21计划的石油用钢的进展情况。2002年和2005年在欧洲考察时，也了解了石油用钢在欧洲类似计划的情况。

1998年10月，我国在973项目中批准了“新一代钢铁材料重大基础研究”（简称“超级钢”项目），为期5年，总体目标是：碳素结构钢屈服强度从200MPa提高至400MPa；低合金钢屈服强度从400MPa提高至800MPa；合金结构钢抗拉强度从800MPa提高到1500MPa；并且要求一批钢铁制品的寿命提高一倍。

在当前的结构材料中，尽管有机合成材料的比例正逐步加大，除了木材与水泥等建筑材料外，无机非金属材料的发展也很快，但金属材料特别是钢铁材料，作为结构材料来说，在未来的几十年或更长的时期内仍将占主导地位。有些著名的材料研究学者认为：从本质上讲，（今天）世界各高度工业化国家确实仍然生活在铁器时代，并且在可以预见的将来仍然如此。