材料科学与工程的新时代

赵振业

(北京航空材料研究院， 北京 100095)



材料科学与工程的新时代

赵振业

(北京航空材料研究院， 北京 100095)

论述材料科学与工程“四要素”，它包含成分(组成)与结构、合成与加工、性质和服役行为。“四要素”的提出结束了材料发展的混沌状态，弥合了理论和技术产业脱节，获得极限固有性能的可靠材料，推动了先进材料大发展。提出材料科学与工程的“两个全过程”概念，即材料研制全过程和材料应用研究全过程，唯有做好两个全过程工作，才能保证获得具有极限固有性能和极限服役性能的可用可靠材料，促进“材料科学与工程”进入一个新时代。对材料科学与工程进行“两个全过程”研究，成就中国成为材料强国。

全过程；四要素；材料科学与工程

在万千年历史发展中，材料是人类文明的见证者和推动力，伴随石材、木材、铁材、复合材料发展，人类也从地球奔上了茫茫太空。如今，材料已从经验性技术转化为科学研究，实验和理论达到高水平并具有“极限”性能特征，属于科学前沿；材料科学与工程已成为一个活跃而无止境的领域，极大地推动现代科学与技术发展。但是，材料科学与工程属于应用科学范畴的属性没有改变，因而“研究材料的目的全在于应用”一直是业界的座右铭。经历60多年、特别是改革开放30多年发展 ，中国已经成为一个材料大国，在许多领域处于国际领先地位。如今，中华民族伟大复兴之梦正引领中国走向材料强国，举国上下正在探索一条强国之道。毋容置疑，从中国的现实出发，遵从科学规律，研究好材料、用好材料是根本道路。航空材料是材料科学与工程的前沿领域，常是一个国家材料水平的标志，比如飞机起落架用材代表一个国家材料水平，航空超高强度钢性能体现冶金技术水平,应当成为领头羊。一个材料强国的标志应包括对材料科学与工程的科学规律认识和实践，引领材料创新和应用，丰富材料科学与工程内涵，推动材料科学进步与发展。

1　材料科学与工程“四要素”

1.1材料科学与工程

在过去很长一段时日里，先进材料研究发展缺少科学理念和章法，突出地表现为材料科学研究与工程技术、产业的脱节，甚至材料科学研究与材料工程技术界相互对抗，严重制约先进材料的创新与发展。20世纪50年代到70年代在美国形成了“材料科学与工程”并迅速成为一级学科遍及全世界。“材料科学与工程”的形成是材料发展史上的一件大事，它结束了材料发展中的浑沌状态，弥合了理论科学和技术产业脱节，填平了理论科学与工程技术间的鸿沟。随后，从20世纪60年代中到80年代又赋予材料科学与工程“四要素”内涵，从而进入了 “材料科学与工程”时代。

1.2材料科学与工程“四要素”

图1　材料科学与工程“四要素”Fig.1　Four essential factors of materials science and engineering

什么是“四要素”？“四要素”可用图1表示：成分(组成)与结构、合成与加工、性质、服役行为四个顶点代表四个要素；等边四面体表示四个要素同等重要，没有那个要素比其他要素更重要，寓意 “四要素”是研究准则，按“四要素”可研究好材料。

1.3材料科学与工程“四要素”内涵

(1)“成分(组成)与结构” 要素的基本内涵

“成分(组成)与结构” 要素的基本内涵可概括为：从电子、原子到宏观尺度裁剪材料；结构无限变化演绎材料复杂性能；成分与结构表征分析与建模技术等。

所谓“成分(组成)”指的是材料成分(组成)设计。当然，不同类型材料的设计不同。例如，体心立方铁中添加碳原子成为碳钢，再添加合金元素又成为合金钢。所谓“结构”指的是材料的组织结构类型，为获得不同性质需要设计不同组织结构。例如，低强度钢的组织结构设计为珠光体，高强度钢设计为贝氏体，超高强度钢必须设计为马氏体。对于高性能合金还要依据强-韧化机理做复合设计，如高温合金的固溶-时效、弥散强化、质点强化等成分和结构，复合材料要做不同尺寸、不同纤维的组成和结构设计等。

(2)“合成与加工”要素的基本内涵

“合成与加工”要素的基本内涵可概括为：所有尺度上原子 、分子及分子团对结构的控制；新结构转化为材料与构件的演化过程；宏观操作引发的微观结构变化与“意外”现象等。

所谓“合成与加工”指的是材料的制备，如金属材料的熔炼与开坯成材。不同类型材料的制备方法也不同，可谓仁者见仁、智者见智。熔炼几乎是材料纯净化进而提高塑性的唯一手段。例如钢中杂质硫含量为(1.2～2)×10-5时的断面收缩率为5%～20%，硫含量降为(4～8)×10-6时断面收缩率最高可达60%，因而发展了各种各样的高纯净、超纯净熔炼方法。开坯成材技术确实可能收到意想不到的效果，超高强度钢的发展就得益于控轧技术。众所周知，普通钢开坯成材工艺是加热到奥氏体再结晶温度以上控轧、冷却；微合金化后加热到奥氏体再结晶温度以上控轧、冷却得到一种微合金钢；加热到奥氏体-铁素体相变温度控轧、冷却又得到一种超级钢；加热到动态再结晶温度以下控轧、冷却可得到一种TRIP超高强度钢；在奥氏体再结晶温度以上控轧-动态再结晶温度以下控轧-室温下冷轧-零下温度处理-回火等复合工艺(STMT)钢的抗拉强度高达4295 MPa。

值得指出的是“合成与加工”要素是“四要素”研究的突出成果之一，此前在美国的材料研究中不重视“合成与加工”，制约了先进材料的研究进程和性能水平。如今中国的材料研究中何尝不是在重复美国的教训，甚至低性能、低纯净度材料正在摧毁机械制造，前车之鉴！

(3)“性质”要素的基本内涵

“性质”要素的基本内涵可概括为：材料对外界刺激的整体响应；各种尺度上的性能测试与分析；导向所需综合性能的合金设计；材料表征等。

所谓“性质”指的是材料的固有性能，如材料标准规定的基本性能以及材料的全面性能、工艺性能等。基本性能仅代表达到的最高性能，全面性能、工艺性能等则用以评价基本性能的可用性。

(4)“服役行为”要素的基本内涵

“服役行为”要素的基本内涵可概括为：材料固有性质与构件功能、能力相结合；环境中固有性能变化与预测；使用中材料固有性质变化、预测与改善；与构件基本性质的关联模型等。

所谓“服役行为”指的是材料在可能的服役环境中所需要的性能，除了基本性能、全面性能、工艺性能等固有性能外，还有诸如应力腐蚀性能、疲劳性能、时效性能、复合环境性能等。

值得指出的是“服役行为”要素是“四要素”研究的另一个突出成果，此前在美国的材料研究中忽视“服役行为”，制约了先进材料的研究发展。如今中国的材料研究中也仍在重复美国的教训，甚至仅做了材料基本性能就以为研究成功，推到构件使用，成为机械装备故障频发甚至终生不得解决的原因之一。

1.4关于基因设计(genome design)

本世纪初美国西北大学采用基因设计研制了一个超高强度不锈钢S53，其力学性能与低合金超高强度钢300M相当，引起了轰动，奥巴马总统还在2011年国家科学技术咨询委员会讲话予以称赞和推荐，中国也争相效仿。所谓“基因设计”是一种将“四要素”融合的材料研究方法，与数据库、信息技术结合后减少了实验，加速了研究进程，但并没有改变材料科学与工程“四要素”及其内涵。

美国和发达国家普遍采用“四要素”理念与方法研究材料，创制了一些高性能材料。例如，久负盛名的低合金超高强度钢300M的综合力学性能优良：抗拉强度σb～1960 MPa、屈服强度σ0.2～1625 MPa、伸长率δ5～10%，断面收缩率ψ～40% 、断裂韧度KIC～80 MPa·m1/2、拉-拉疲劳强度σF～1035 MPa，广泛用做各种飞机起落架。20世纪90年代研制的高合金超高强度钢Aermet100的综合力学性能进一步提高：抗拉强度σb～2000 MPa、屈服强度σ0.2～1700 MPa、伸长率δ5～15 %，断面收缩率ψ～60%、断裂韧度KⅠc～120 MPa·m1/2、拉-拉疲劳强度σF～1200 MPa，已用作F-22等飞机起落架。当然还有S53超高强度不锈钢和其他超高强度合金、高温合金等，恕不枚举。

“材料科学与工程”作为一种崭新的理念，“四要素”作为行为准则，不仅推动美国先进材料快速发展并成为领头羊，而且不断释放潜能助力先进材料登峰造极。前些年还有人以碳纤维增强复合材料、半导体加工、锂离子电池材料、扫描探针显微镜、碳纳米管、软刻蚀、巨磁变效应、半导体激光器、发光二极管、超 (负)材料、纳米技术等表彰材料科学与工程新时代的丰功伟绩。

但是，固有性能优良并不等于服役性能优良。例如，超高强度钢300M固有疲劳强度σF高达1035 MPa，当制件表面压一个硬度压痕造成应力集中后疲劳强度骤降至245 MPa，在海水介质中仅为105 MPa。同样，超高强度钢Aermet100固有疲劳强度σF高达 1200 MPa，当应力集中Kt=4时疲劳强度骤降至169 MPa。其实，不仅是超高强度钢300M、Aermet100，其他超高强度钢、齿轮轴承钢以及高强度铝合金、钛合金、高温合金等同样如此，Kt=3时疲劳强度降低约50%，Kt=5时降低约80%。再如，涡轮盘服役时盘心、腹板和榫齿温度依次增高，应力集中水平也大不相同。高温合金GH4169DA的最高使用温度为650 ℃，室温固有疲劳强度σF=540 MPa，但Kt=4时疲劳强度同样骤降至202 MPa；盘心、腹板受控于疲劳机理，而榫齿受控于疲劳-蠕变机理。涡轮叶片合金更为复杂，从叶尖到榫头服役温度变化很大，承受蠕变-热疲劳、蠕变-热机械疲劳、热机械疲劳-蠕变、机械疲劳等多种失效机理，疲劳强度降低程度各不相同。可见，仅有优良的固有性能还可能是一个不能使用材料。

大量失效案例证明，关键构件提前疲劳失效很少是设计工作应力过高造成的，80%以上源自应力集中。例如，传动齿轮断齿为疲劳失效，疲劳源为切削加工刀痕不连续，即高应力集中；涡轮盘隼齿裂纹为疲劳失效，疲劳源为切削加工刀痕不连续，即高应力集中；压气机轮盘止口裂纹为疲劳失效，疲劳源为切削加工刀痕不连续，即高应力集中，凡此种种。仅疲劳强度应力集中敏感问题即可导致材料不能使用，如不解决将潜在灾难性后果，更谈不上用得好。

2　材料科学与工程“两个全过程”

2.1材料科学与工程“全过程”概念

科学认识论指出，人类认识客观世界需要经历认识-实践、再认识-再实践的反复循环才能获得相对的真理。 “材料科学与工程”也是一个人类认识客观世界的过程，需要经历理论-技术、再理论-再技术的反复循环才能获得相对的真知。理论-技术循环单元可以分解为应用基础理论、材料技术、工程化生产和失效反馈四个要素，并组成一个“全过程”。这一“全过程”反复直到“应用基础理论”与“失效反馈”一致则结束。材料之所以可靠是因为这一“全过程”实践了“实践是检验真理的唯一标准”，如“材料技术”是“应用基础理论”的实践和检验，“工程化生产”是“材料技术”的实践和检验，“失效反馈”是“工程化生产”和“应用基础理论”的实践和检验等。

2.2材料科学与工程“两个全过程”

如前所述，材料科学与工程属于应用科学范畴，研究的目的全在于应用，所以，材料科学与工程有“两个全过程”，如图2所示。所谓“两个全过程”就是“材料研制全过程”和“材料应用研究全过程”。“材料研制全过程”的四要素为应用基础理论、材料技术、工程化生产和失效反馈; “材料应用研究全过程” 的四要素为应用基础理论、材料应用技术、工程化生产和失效反馈。“两个全过程” 的四要素名称雷同，内涵却大不相同。

图2　材料科学与工程“两个全过程”Fig.2　“Two whole processes” of materials science and engineering

2.3材料科学与工程“两个全过程”内涵

(1)“应用基础理论”的基本内涵

“应用基础理论”指的是直接导向技术创新的基础理论，或称之为“机理”，以区别于那些普遍适用的基础理论。“材料研制全过程”中不同材料的“应用基础理论”各不相同。例如，超高强度钢应用基础理论应为相变等强韧化机理，高温合金应是抗蠕变机理，复合材料则为界面机理等；“材料应用研究全过程”中超高强度钢的“应用基础理论”变为抗疲劳机理，高温合金应是抗蠕变-疲劳机理，复合材料则为抗老化机理等。简而言之，凡是能导向材料固有性能提高的理论属于“材料研制全过程”，能导向服役性能提高的则属于“材料应用研究全过程”。

(2)“材料技术”的基本内涵

所谓“材料技术”指的是研究的主体，在“材料研制全过程” 中为材料研制技术，“材料应用研究全过程” 中为材料应用技术。“材料技术”的内涵虽均为“四要素”：成分(组成)与结构、合成与加工、性质、服役行为，但材料研制技术和材料应用研究技术四个要素的内涵并不相同。例如，超高强度钢 “材料研制全过程”的“合成与加工”内涵为熔炼与开坯，而“材料应用研究全过程”内涵为表层改性等。

(3)“工程化生产”的基本内涵

“工程化生产”是赋予材料有价值的形式，不能达到此目的还可证明“材料技术”是不可靠技术，应予舍弃。所谓“有价值的形式”中至少应包括性能稳定、质量可靠、批次一致、数据齐全、价格低廉等。虽然两个全过程中的内涵相同，但实现的方式完全不同。例如超高强度钢，“材料研制全过程”的“工程化生产”在钢厂完成，而 “材料应用研究全过程”却在机械制造厂实现。显然，“工程化生产”是企业行为，只能在企业才可能达到目的。但是，一些部门常在科研院所、甚至高校建立所谓“工程中心”，不能收到效果。

(4)“失效反馈”的基本内涵

“失效反馈”指的是服役失效机理，是“工程化生产”和“应用基础理论”的判据。实践是检验真理的唯一标准，工程化生产的材料服役失效机理与研究所用的应用基础理论相一致方表明得到的材料是“真知”，研究“全过程”结束。相反地，工程化生产的材料服役失效机理与研究所用的应用基础理论不相一致，表明尚未得到 “真知”，研究“全过程”还应继续循环，直至得到可用可靠的材料。应当注意，要得到“真知”必须走到“失效”，尽管时间周期可能延续很长。

2.4两个“全过程”的关系

“材料研制全过程”和 “材料应用研究全过程”是密不可分的孪生体。“材料研制全过程”赋予材料先天性能或固有性能 ，“材料应用研究全过程”赋予材料后天性能或服役性能，两者共同赋予材料极限性能：极限固有性能兼极限服役性能。例如前面历数了超高强度钢300M的极限固有性能，但因疲劳强度应力集中敏感是一个不能使用的材料；经应用研究后制件的固有疲劳强度σF达到 1200 MPa，带有表面硬度压痕的疲劳强度恢复到1000 MPa，在海水介质中的疲劳强度恢复到1000 MPa等，疲劳强度应力集中敏感消失，变成一个极限服役性能材料。这一效果不仅限于疲劳强度应力集中敏感，应力腐蚀敏感同样如此。例如，应用研究前300M钢应力腐蚀应力集中敏感显著：在3.5%NaCl水溶液中，应力1050 MPa 、1120 MPa和 1260 MPa下的失效时间分别为260 h、166 h和 12 h，应用研究后各应力下均达到1500 h未失效，应力腐蚀敏感性消失，变成一个极限服役性能材料。这一效果不仅限于超高强度钢，高温合金同样如此。例如，前面列举了涡轮盘高温合金GH4169DA的极限固有性能，但疲劳强度应力集中敏感显著：Kt=1时室温σf= 540 MPa，Kt=4时降为202 MPa，650 ℃下降为261 MPa，是一个不能使用的材料；应用研究后，Kt=4时的室温σNf=679 MPa，650 ℃的σNf=558 MPa，恢复到了固有疲劳强度，疲劳强度应力集中敏感消失，疲劳寿命提高100倍以上，变成一个极限服役性能的材料。其实，这一效果普适于超高强度钢，高强度铝合金、钛合金、高温合金等，形成了一个普适的规律。这一规律在服役中得到了验证。例如，某飞机起落架用超高强度钢制造，因未做应用研究，疲劳强度和应力腐蚀应力集中敏感显著，以致在25年间的多次试验均未达到3000 fh设计寿命要求，服役寿命仅在百飞行小时；用经应用研究的300M钢制造，疲劳寿命一举达到5000 fh未失效，增载30%再试验至6000 fh仍未失效，达到并超过了设计寿命和国外同类起落架5000 fh的最高规定寿命。

2.5材料科学与工程“两个全过程”新时代

如前所述，材料科学与工程及其“四要素”一改材料的浑沌状态进入了一个创新发展的时代。这一时代的标志是材料科学与工程融合一体和“四要素”研究获得可靠材料。尽管“四要素”中包含了“服役行为”，研究发展的先进材料却不具备需要的服役性能。即使 “基因设计”的典型代表新型超高强度不锈钢S53仍然是一个疲劳强度应力集中敏感而不能使用的材料。所以，材料科学与工程“两个全过程” 引领材料进入了一个创新发展的新时代。这一时代的标志是材料科学与工程 “两个全过程”研究获得极限固有性能和极限服役性能的可用可靠材料，从而奠定了“研究材料的目的全在于应用”，成为新理念、研究准则和里程碑。

3　升级转型材料强国

3.1材料强国的主要标志

经历几十年发展，中国已成为一个材料大国，不少材料品种和规模处于世界领先地位，亟待升级转型材料强国。所谓材料强国应达到一定的标准，呈现鲜明的标志。比如：(1)“两个全过程”研究和极限固有性能与极限服役性能材料；(2)保障关键构件、元器件需求的材料体系；(3)领先的材料规模产业、品牌和市场；(4)有成效的关键构件、元器件应用；(5)领先的基础理论、方法研究、自主创新能力与可持续发展等。

3.2升级转型面临的挑战

升级转型的紧迫需求给中国材料大国带来了严峻的挑战，当前最大挑战应是基础薄弱，缺少核心竞争力。核心竞争力是由先进技术和规模产业构成的。基础薄弱突出地表现在两个方面。一方面是技术落后，体现为技术缺少创新和验证、不成体系、难以转化为生产力。缺少科学的管理理念、打点式方法和“成分(组成)与结构”和“性质”两要素研究，尽管设立的项目不算少，消耗的人力、物力和时间不算少，甚至有所创新，但缺少验证、不成体系，其真伪难辨。科学技术体系才是生产力，不成体系的技术不能转化为生产力，更不消说形成可用可靠的材料。另一方面是产业落后，体现在缺少创新与核心技术、不成规模、难以承载“技术创新的主体”。研究机构向企业传递先进技术乏力，企业无法履行“技术规模化”和“利润最大化”创新，总体处于中低端水平和竞争弱势。规模是竞争力，不成规模产业不能成为强国。升级转型亟待快速形成“四要素”技术体系链，实行“两个全过程”研究，建立技术传递机制和规模产业，铸造核心竞争力。

3.3材料体系是材料强国的要害

所谓材料体系是牌号体系及其技术体系的总体。其中，牌号体系是同类材料按其特征性能指标排成的序列，如结构材料、功能材料、电子材料、复合材料牌号体系等，又有航空超高强度钢Aermet100，300M，38Cr2Mo2VA，30CrMnSiNi2A体系等；技术体系则是为牌号提供技术支持、性能和服役可靠保证的技术集成，如标准体系、材料技术体系、材料应用技术体系、材料工程化生产体系等，还有每个牌号的成分(组成)与结构、合成与加工、性能、服役行为体系等。牌号体系与其技术体系两者复杂程度的比较如图3所示，图中宝塔示意材料牌号，山体代表技术体系，相差之大难以用数字形容。有资料统计，中国在用材料牌号有10000多个，航空材料2500多个，试想它们的技术体系规模该有多么庞大；其中大量牌号随着引进仿制国外机械产品而来，标准、工艺、习惯差别甚大，该如何应付；为了部门、单位、个体利益，几乎年年在立项研究、引进、仿制同一档次的新牌号，该怎么办，凡此等等。一言以蔽之，八国联军万个牌号窒息了中国的材料，毁坏了中国的机械制造。所以，升级转型材料强国的要害是构建材料体系以整肃现状、规范应用、规划发展。

图3　材料牌号与其技术体系比较示意图Fig.3　Sketch map of material system

3.4材料纯净化是材料强国的核心

先进材料的主要应用对象是关键构件，关键构件的发展目标是长寿命、高可靠，主要失效模式是疲劳。研究和服役反馈证明，材料的纯净度为关键构件长寿命、高可靠设置了不可逾越的门槛。或者说，材料的纯净度达到什么水平，关键构件寿命和可靠性也会达到相应的级别。所谓纯净度主要指的是夹杂物，它们与材料非为一体，之间的不连续造成很高的应力集中，成为疲劳裂纹萌生的场地和提前失效的原因。例如，关键构件疲劳失效的模式是表面多源，这些疲劳源要么是加工缺陷，要么是夹杂物；经表面强化后疲劳裂纹萌生的场地到达亚表面，夹杂物几乎成为唯一的疲劳源和提前失效的原因。高温关键构件的主要失效模式还有蠕变，其规律十分雷同。美国飞机起落架用超高强度钢从300M发展到Aermet100，提高了塑性和断裂韧度，相伴的不仅有杂质元素硫、磷进一步降低，附加了氧、氮控制，而且降低了非金属夹杂物含量等级；粉末涡轮盘高温合金采用各种方法减少非金属夹杂物含量，轴承齿轮钢将氧含量控制在6×10-5以下的目的也在于减少Al2O3夹杂物等。据资料报道，轴承钢中氧含量从1×10-5降至 6×10-6后，疲劳寿命提高了10倍。先进材料的发展史也是一部纯净度进步史。中国关键构件寿命短、可靠性差、与国外先进水平差距大的主要根源之一是材料纯净度。所以，不聚焦提高纯净度、发展先进熔炼技术、就没有可能进入国际材料先进行列。

3.5创新中国特色材料产业

中国先进材料与国民经济和国防安全需求差距大，与国外先进水平差距大，与强国目标差距更大。快速改变落后形势、走上强国之道不是模仿外国，而是创新中国特色材料产业和业态。创新的基础和前提是遵循产业技术链与传递机制，建立高校-科研院所-企业，即基础理论、方法-技术创新研究-专业化、规模化企业三强一体的研究、创新型产业，形成适应科学发展规律、形成技术创新网络、革除技术转化壁垒、技术传递流程畅通业态。所谓产业技术链与传递机制指的是高校承担应用基础理论、方法研究与验证、传递，科研院所从事技术创新研究与演示、传递，企业负责技术规模化及利润最大化创新研究、生产和服役反馈，各司其责。通过“两个全过程”研究形成可用可靠技术和材料，以科学认识论和“真知”育人，以领先技术立业，以长寿命、高可靠关键构件应用赢取信誉，成就中国特色材料产业。

4　结束语

(1)材料科学与工程进入了“材料研制全过程”和“材料应用研究全过程”的“两个全过程”新时代，可获得极限固有性能和极限服役性能的可用可靠材料。

(2)实现材料科学与工程“两个全过程”研究，营建材料体系和中国产业，可成就材料强国。

[1] 美国国家研究委员会.90年代的材料科学与材料工程——在材料时代保持竞争力[M]． 北京：航空工业出版社，1992.

(United States National Research Council．Materials science and engineering for the 1990s: maintaining competitiveness in the age of materials[M]. Beijing：Aviation Industry Press，1992.

[2] 佚名.发展中的材料研究[M].杨柯，译. 沈阳：辽宁科学技术出版社，1994.

(Anon. Advanced materials reseach[M]. Shenyang：Liaoning Science and Technology Press，1994.)

[3] PREVEY P，JAYARAMAN N，NOTKO N．Mechanical suppression of SCC and corrosion fatigue failures in 300M steel landing gear[C]∥ Proceedings of ASIP，Nov 29-Dec 2，2004，Memphis，Lamba Technology：254-1-10．

(责任编辑：王俊丽)

A New Age of Materials Science and Engineering

ZHAO Zhenye

(Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China)

The “four essential factors” of materials science and engineering，including composition(component) and structure, synthesis and process, property and service behavior, were explained. The proposal of “four essential factors” ends the chaotic state of materials research and bridges the gulf between the theory and industry. Based on these, reliable materials with ultimate congenital properties are obtained, and advanced materials can be developed rapidly. Moreover, author raised the concept of “two whole processes”, namely the whole process of materials development and the whole process of materials application research. The implementation of the two whole processes on a high level can ensure the acquisition of reliable and useful materials with ultimate congenital and ultimate service properties, which will lead “materials science and engineering” into a new era and enable China to be a powerful country in the field of materials.

whole process； four essential factors； materials science and engineering

2016-04-06；

2016-04-28

赵振业(1937—)，男，研究员，中国工程院院士，主要从事航空超高强度钢研究，(E-mail)zhaoykl@126.com。

10.11868/j.issn.1005-5053.2016.3.001

TB3；V25

A

1005-5053(2016)03-0001-06