高性能海洋用钢智慧研发之二
——钢铁材料基因与显微组织数字化表征

尚成嘉，李秀程，王学林

（1.北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心，北京100083；2.鞍钢集团钢铁研究院海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，辽宁 鞍山114009）

第一次工业革命使钢铁材料成为了真正的工业产品。纵观钢铁材料的近代发展过程可见，钢铁材料的不断发展首先得益于工业化制造技术的提升，使得钢铁这种有着长期应用历史的重要结构材料能够大量、廉价地被制造；其次，工业革命以后相关产业的飞速发展对钢铁材料的性能提出了各类苛刻要求，这对钢铁材料的发展既是挑战，又是机遇。随着20世纪初现代物理学及其技术的发展，钢铁材料在原子层次被逐步认识，并且开展了广泛的理论与实验研究。在钢铁材料晶体结构基础上，还建立了以现代物理学为基础的固溶体、合金相，晶体缺陷，扩散与相变，塑性形变，强化，断裂等一系列理论和模型。

早在1978年Pickering就发表了名为 《物理冶金学——钢的材料设计》的专著［1］，通过对各类钢铁材料成分-组织-性能之间的物理冶金现象及规律的总结与提炼，阐明了钢铁材料已经可以根据物理冶金原理进行设计，即按照钢铁材料的规律（基因）认识钢铁材料，设计钢铁材料，生产钢铁材料以及使用钢铁材料。钢铁材料的合金设计、组织设计、工艺设计及服役行为已经可以依靠其基因，即物理冶金、化学冶金和力学冶金的相关理论；借助物理与化学数据库和已经建立的多尺度模型实现智慧化研发与制造［2-4］。……