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2024
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聆听张泽院士《“金相与热处理”——前世今生》学术报告有感
作者：
[报告题目]：“金相与热处理”——前世今生
[报告人]：张泽院士
[报告时间]：2024年6月15日
[报告地点]：苏州大学天赐庄校区存菊堂
报告中，张泽院士围绕“一种观点：材料科学起源于金相学”、“一段历史：金相学源于显微观察、盛于X-衍射研究”、“一个理想：服役条件下材料力学性能和微结构演变一体化研究”、“一个平台：新材料研发一体化平台”，以时间为脉络，生动形象地讲述了“金相与热处理”的前世今生。
从1774年Rinman在瑞典皇家科学院院报发表一篇题为《铁与钢的腐刻》的论文，指出腐刻为区别铁与钢的硬度、致密度、性能等提供了一种简易的方法开始，经过1808年奥地利Aloys von Widmanstaetten对铁陨石切片腐刻拓片得到人类第一张金相“照片”，1830年-1849年32个晶类和14个晶体学布拉维点阵建立，1856年-1864年转炉、平炉炼钢新技术的诞生，1860年W.lueders首次观察到低碳钢拉伸样品的吕德斯带，1863年英国H.C Sorby首次采用反射性显微镜观察到抛光腐刻后钢铁中后来称之为“铁素体”、“渗碳体”、“珠光体” 的相，1878年德国Adolf Mar tens独立地采用显微镜开展“金相”观察。到此通过切片、抛光、腐刻观察金属显微照片为认识金属显微组织打下了基础。
随后1885年法国的Floris Osmond进行了金属电、热等分析，1868年俄国冶金学家切尔诺夫发现钢热处理三个临界点，1897年英国W.C.Robertes-Austen绘制出人类历史第一张Fe-C平衡相图，到此开启了以相律为指导相图研究。1917年Westgreen铁的高温X-射线衍射证明β-铁不存在，推翻了β-铁硬化理论，1926年Fink X射线衍射证明了马氏体四方结构、四方度随碳含量增大而增加，解决了钢淬火硬化的千古之谜，到此对金属与合金显微组织从微米量级跨入原子排列研究。
Knoll及Ruska在实验室研制成功人类第一台电子显微镜，1939年由西门子公司开始量产，随着高分辨商品电子显微镜出现，开辟了直接观察原子的途径，使金属与合金显微组织研究从X射线衍射“找影子”到电子显微镜“照镜子”。到此“金相与热处理”的前世讲述完毕。
张院士通过目前研究主要停留在从森林中伐树“冻结”观察结果，只是解决了“是什么问题”，树从森林中取出位置发生改变，失去树木与森林整体联系，引出了“金相与热处理”的今生——材料加工或服役过程中材料整体与某个相演变缺失问题至今仍然没有得到很好的解决。从而展开了现代金相：温度、动态应力、原位金相三位一体，在服役条件下进行材料力学性能与微结构演变一体化研究，实现从宏观到微观的跨尺度的性能-显微结构一体化原位研究。通过讲述拉伸＋原位金相、疲劳＋原位金相、锻压＋原位金相、动态热处理＋原位金相、蠕变＋原位金相、原位金相结合计算机AI、大数据、机器学习的现代研究，揭示“金相与热处理”的今生，在力热耦合下可视化实时原位金相检测技术和结合AI、大数据机器学习对实验结果进行预测的新材料研发一体化平台技术。
通过聆听张院士生动且风趣的报告，我仿佛穿越了整个时空，从最早300年前出现“金相”名词到化学腐刻观察陨石表面结构，到后来用金相显微镜观察“铁素体”、“渗碳体”、“珠光体”的相观察到金属和合金显微组织表面现象，到1912年X-射线衍射技术诞生，观察到各种“相”原子影子得到了原子排列位置，到高分辨商品电子显微镜出现，开辟了直接观察原子的途径，到现代金相，温度、动态应力、原位金相三位一体、结合AI大数据新材料一体化研究平台。
张院士的这份报告，如醍醐灌顶，让我了解了金相与热处理由前世的离线离位、时空切片、形性分离、光学分辨、单一场景、数据碎片，发展到今生的在线原位、动态过程、形性耦合、纳米分辨、多场耦合、AI大数据，让我深刻地了解自己所学热处理和金相学从何来、目前发展情况、以及将来发展方向。
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