2.3 材料制造装备的设计制造严重落后

　　我国材料制造与国际先进水平的差距还突出表现在材料制造装备的设计制造严重落后，高端的热处理和表面改性工艺装备依赖性进口，重复引进，落后——引进 ——再落后——再引进的现象相当严重，航空、军工、和高档汽车生产所需的真空渗碳高压气淬设备，国内无法制造，全部依赖进口，这类设备的售价是传统意义上的“制造成本”的十几倍以至几十倍，现代先进的材料制造工艺装备是先进材料制造技术的载体，其价格取决于其中知识的含量、高新技术集成度、以及技术的独占性与知识产权等因素，然而我国热处理设备制造厂虽然多达数千家，但是只能制造相当于国外几十年以前水平的产品，在惨烈的价格战中苦苦挣扎，不久前国内一些航空和军工单位公开招标采购渗氮设备，国内厂商的报价只有国外的几十分之一，却无一能中标，这一事例表明目前我国材料制造工艺装备制造业缺乏创新能力，无力满足用户的需求，自身也难以可持续发展，前景甚忧。

　　我国材料制造控制性技术的落后，不但不能适应当前的生产和市场竞争的需要，而且制约我国制造业整体创新能力的提高。飞机、汽车、各种交通工具以及各类机械设备的轻量化，工模具、零部件的寿命，高速火炮的射击频率，潜艇的极限下潜深度，燃气轮机的燃气允许温度等等无不与材料潜力的发挥有关，不掌握具有自主知识产权的先进的材料制造技术，就不可能设计制造出先进的产品。例如：汽车发动机和变速箱中绝大多数的零部件都需要经过热处理或表面改性，目前我国生产的各种牌号的发动机和变速箱绝大多数都是国外品牌，没有自主的核心技术，只能按照国外的技术和标准进行生产，近年来国内自行研发了数款自主品牌的汽车变速箱，是可喜的进步。但是基本上属于仿制，尤其是关键零部件材料的性能指标和控性的技术要求，只能简单的模仿国外的产品，存在很大的盲目性，影响了产品质量，更重要的是：如果缺乏具有自主知识产权的材料控性核心技术的支撑，势必制约我国自主品牌产品设计的创新能力，陷入“落后——仿制——再落后——再仿制”的路径依赖的恶性循环，无法使我国制造业摆脱被置于全球化制造链低端的困境。

　　3 发展数字化的热处理智能技术

　　热处理过程十分复杂，在不同的外场(热、力、电、磁、光等)和环境的作用下，材料发生相变、应力、应变和化学反应等变化，对这些复杂现象中的客观规律认识的深化，是提高热处理质量的基础。电子计算机的发展，为人们提供了强大的科学计算和信息处理的能力，从而有可能集成不同学科的知识，用多场耦合的方法建立描述材料热处理过程中各种复杂现象及其相互作用的物理数学模型和计算机模拟方法，构成热处理的虚拟生产平台。将有可能使热处理技术由传统的“技艺”型的落后状态向着以科学计算为依据的高度知识密集型技术的方向转化。 热处理过程的计算机模拟近年来发展迅速，并已显示出提升热处理水平的巨大潜力[2，4]。但也应指出，热处理计算机模拟技术还很不成熟，还有一系列基础研究有待进行，例如气—固表面换热和液—固表面换热的测试计算方法、非等温非等速条件下相变动力学的定量计算、多场耦合的算法，复杂非线性问题的算法、界面反应的物质传递、等等都属于高难度的有待长期深入研究的课题。计算机模拟结果的验证和数学模型的修正都是工作量浩大的基础工作。