0.1 材料及其成型工艺的发展

材料是人类文明进步的物质基础，材料及其成型方法的发明与发展促进了人类社会的进步。在人类社会的历史进程中，中华民族在材料及其成型工艺发展方面对人类社会做出了重大贡献。

我国在原始社会后期开始有陶器，在仰韶文化（发源于河南，公元前4000年—公元前200年）和龙山文化（发源于山东、河南等地）时期制陶技术已相当成熟，东汉时期发明了瓷器，成为最早生产瓷器的国家。后来，瓷器于9世纪传到非洲东部和阿拉伯国家，13世纪传到日本，15世纪传到欧洲。直至今天，中国瓷器仍畅销全球，名扬四海，对世界文明产生了极大的影响。瓷器已成为中国文化的象征，瓷器（china）已成为中国（China）的代名词。

我国劳动人民创造了灿烂的青铜文化。我国青铜的冶炼在夏朝（公元前2140年开始）以前就开始了，到夏商、西周时期已发展到很高的水平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎重达875kg，外形尺寸为1.33m×0.78m×1.10m，是迄今世界上最古老的大型青铜器，在制造时采用了精湛的铸造技术，在泥模塑造、陶范翻制、合范、熔炼、浇注等铸造全过程中，充分体现了中国古代劳动人民的聪明才智和优秀的技艺。从湖北隋县出土的战国青铜编钟（曾侯乙编钟）共计65枚，分三层悬挂。其造型壮观、音频准确，铸造精美、音律齐全、音域宽广、音色和美，乐律铭文珍贵，是我国古代文化艺术高度发达的见证。湖北江陵楚墓中发现的埋藏了2000多年的越王勾践的宝剑，至今仍异常锋利，寒光闪闪；陕西临潼秦始皇陵出土的大型彩绘铜车马，由3000多个零部件组成，综合采用了铸造、焊接、凿削、研磨、抛光及各种连接工艺，结构复杂，制作精美。

我国从春秋战国时期（公元前770年—公元前221年）已开始大量使用铁器。从兴隆战国铁器遗址中发掘出了浇铸农具用的铁模，说明冶铸技术已由泥砂造型水平进入铁模铸造的高级阶段。到了西汉时期，炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早1700多年。1989年，在山西省永济县黄河东岸出土的唐开元十二年铸造的四尊“镇河大铁牛”，每尊高约1.9m，长约3m，宽约1.3m。最重的铁牛为70t以上。牛体之宏、分量之重、铁质之优、造型之美、数量之多、工艺之精、历史之久，实属千古佳作。现存于北京大钟寺内明朝永乐年间制造的大钟（重46.5t），其上遍布经文20余万字，其浑厚悦耳的钟声至今仍伴随着华夏子孙辞旧迎新。所有这些均显示出中华民族在材料、成型方法及热处理等方面的卓越成就，以及对世界文明和人类进步所做出的巨大贡献。春秋时期的《考工记》中关于钟鼎和刀剑不同的铜锡配比的珍贵记载，是迄今世界上发现最早的合金配比规律。

我国的锻造技术和焊接技术也有着悠久的历史。在河北藁城出土的商朝铁刃铜钺是我国发现最早的锻件，它表明我国早在3000年前就有了锻造和锻焊技术。到了战国时期，锻造工艺已普遍应用于刀剑和一些日常用具的制作中。在河南辉县战国墓中发掘出的殉葬铜器，其耳和足是用钎焊方法与本体连接的。

明朝（1368年—1644年）宋应星所著《天工开物》一书，记载了冶铁、铸钟、锻铁、焊接（锡焊和银焊）、淬火等多种金属成型和改性方法及日用品的生产技术和经验，并附有123 幅工艺流程插图，是世界上有关金属加工工艺最早的科学论著之一。

丝绸是一种天然高分子材料，它在我国有着悠久的历史，于11世纪传到波斯、阿拉伯、埃及，并于1470年传到意大利的威尼斯，进入欧洲。中国丝绸质地柔软，色彩鲜艳，美观华丽，光彩夺目，深得世界各国人民的喜爱。

历史充分说明，我们勤劳智慧的祖先在材料的创造和使用上有着辉煌的成就，为人类文明、世界进步做出了巨大贡献。

然而，18世纪以后，由于长期的封建统治和闭关自守，以及上百年来帝国主义的侵略和压迫，严重束缚了我国科学技术的发展，造成了与工业发达国家之间的巨大差距。

中华人民共和国成立以后，我国的钢铁冶炼技术有了突破性进展，目前，钢产量已跃居世界首位，钢的质量也在一步步接近国际先进水平。目前，我国能够冶炼包括高温合金、精密合金在内的1000多个钢种，能够轧制和加工包括板、带、管、型、线、丝等各种形状的4万多个品种规格，有85%以上的钢材是按国际标准生产的，其中1/3以上的产品质量达到国际先进水平。

我国非金属材料的发展也十分迅速，尤其以人工合成高分子材料的发展最快。目前，高分子材料作为结构材料已经在机械、仪器仪表、汽车工业中得到广泛应用。新型陶瓷材料也以其高硬度和耐磨性、绝缘和耐高温等优异性能，成为人们关注的目标，现已成为一种重要的不可缺少的工程材料。

近十几年来，随着国际局势的发展和变化，为了军事现代化建设，我国在新材料及其成型工艺方面的研究取得了突飞猛进地进展。我国在激光材料、钛合金技术、铁基超导材料以及新型有序介孔碳/二氧化硅陶瓷吸波材料等方面研究都已达到国际先进水平甚至处于领先地位，从而使我国的现代武器装备达到了一个很高的水平。

芳纶纤维是目前极为重要的国防军工材料。它具有超高强度、高弹性模量和耐高温、密度小、耐酸碱等优异性能，其强度是钢丝的5～6倍，弹性模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，密度仅为钢丝的1/5左右，且绝缘性能良好，抗老化，有很长的使用周期。芳纶纤维是制造聚合物基和碳基复合材料的增强纤维，其在我国的研制成功标志着我国的导弹和军用飞机性能又上了一个新的水平。

2.06年12月30日，由中国第一重型机械集团公司自行设计制造的世界上吨位最大、技术最先进的15000t重型自由锻造水压机试车成功。15000t水压机成功试车和投产，是我国继1958年研制成功万吨水压机之后的又一重大技术成果，将为生产大型锻件提供重要的条件，最大锻件质量达600t；极大地提升了电力、冶金、石化、船舶行业设备制造水平，对加快振兴重大装备制造业具有重大意义。

2.07年下半年，国家发展改革委员会批复了中国第二重型机械集团公司大型模锻压力机建设项目的可行性研究报告，项目拟建设的大型模锻压力机最大压力可达80000t，是目前世界上最大的模锻压机，超过了此前世界最大的俄罗斯75000t模锻压机。大型模锻压机主要用于铝合金、钛合金、高温合金、粉末合金等难变形材料进行热模锻和等温超塑性成型。其锻造特点是可通过大的压力、长的保压时间、慢的变形速度来改善变形材料的致密度，用细化材料晶粒来提高锻件的综合性能，提高整个锻件的变形均匀性，使难变形材料和复杂结构锻件通过等温锻造和超塑性变形来满足设计要求，可节约材料40%，达到机械加工量少或近净成型目标。等温模锻液压机是航空航天、宇航及其他重型机械生产重要锻件的关键设备。

2.08年，国内首台6000t快锻机项目建设在宝钢特殊钢分公司启动。该机组投产后，最大锻造锭质量可达50t，将打破国内大型高端锻件长期依赖进口的局面，届时，我国将具备“大飞机”项目大型钛合金等温锻件的批量生产能力。

随着航空、航天、电子、通信等技术以及机械、化工、能源等工业的发展，对材料的性能和成型工艺的要求越来越高，此时传统的单一材料已不能满足使用要求。复合材料以其高的比强度、比刚度以及优异的物理、化学性能，特别是其可设计性等引起了人们的高度重视。如玻璃纤维树脂复合材料（玻璃钢）、碳纤维树脂复合材料已应用于宇航和航空工业中制造卫星壳体、宇宙飞行器外壳、飞机机身、螺旋桨等；在交通运输工业中制造汽车车身、轻型船、艇等，在石油化工工业中制造耐酸、耐碱、耐油的容器及管道等。

总之，材料及其成型技术的发明和发展推动了现代科技的发展，而现代科技的发展又对材料及其成型技术提出了更高的要求，周而复始，推动社会不断向前发展。