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## 冶金学中的展望

20世纪中叶以来，一系列钢铁冶金的新工艺，如顶底复合吹炼转炉炼钢、超高功率电弧炉炼钢、全连续铸钢、高速连续轧钢，以及近终形连铸连轧等研发成功并成熟运用，使钢铁冶金生产成为开放的、远离平衡的、非线性相互作用的、具有多种涨落现象的动态有序而且以连续/准连续状态运行的过程工程系统。这种过程工程系统形成了稳定的、可以处理利用的信息流，可以利用信息技术、数字化技术进行数值模拟、自动控制和智能化集成，使钢铁冶金的生产效率不断推向新的高度。然而，生产的极大发展对环境的影响和对资源、能源的需求也达到极为巨大的程度。环境的容量不是无限的，减轻环境负担、提高生态效率将是钢铁冶金进一步发展的关键。单从提取金属着眼，运用现有的自然科学知识和技术手段，即使矿石的品位再低、组成再复杂，都有可能把金属提取出来。问题在于，消耗的能源是否过大，对环境的排放量和污染量是否太高，经济是否合理。因此，在提取冶金方面仍然有很多研究课题，如扩大资源范围，特别是回收已经报废物资中的和现有生产流程中的有价金属，发展资源的综合利用，以及改进冶金反应器的设计和操作，提高其能源和资源效率，是值得重视的。物理冶金学要为生产提供合乎使用要求的金属产品探索途径，也要开发金属的新用途。因此，研究和开发新合金、研究改善冶金产品性能的各种处理方法和技术等是其主要任务。在创造新合金的过程中，人们对成分、组织结构和性能的内在联系有了较深入的了解，借助于计算机的应用，新合金的设计已从经验性走向精准化。20世纪以来，对于金属材料性能和结构的众多影响因素，如成分偏析、非金属夹杂物、晶体缺陷等各个层次及其变化等，积累了大量知识，并总结出一整套规律，可以利用这些知识和规律减少生产和使用金属材料的盲目性。从20世纪60年代开始，一个明显的动向是冶金学同陶瓷工程学、凝聚态物理学、化学等学科的有关内容结合成为材料科学。材料科学的出现是为了适应新技术发展的需要，如电子计算机所需的半导体，需要应用先进的冶金技术和凝聚态物理实验方法，首先是要求超纯，有的需要制备无位错单晶，有的还要掺入某种特定的添加物，有的要用离子注入掺加特定的元素。为了获得超高磁场而研制的超导材料，提高材料的临界温度需要长期不断的研究。还有航天工业中发动机所需的高温合金、具有特殊物理和生化性能的金属功能材料、生物医用材料等也是材料科学中进展较快的方面。材料科学的广阔前景使很多大学的冶金系改为材料科学和工程系，材料科学成为一门学科。另外，冶金学特别是提取冶金要和工业生态学相结合，以适应循环经济和可持续发展的需要。对于冶金工业而言，冶金学仍然是主要的理论基础，冶金学仍将按照自己的规律发展和演化。
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