1. Przeszłość, teraźniejszość i przyszłość materiałów metalowych
Faza 1 - Produkcja stali surowej
4300 pne: Naturalne złoto, miedź i rzemiosło kuźnicze
2800 pne: wytapianie żelaza
2000 pne: Dobrobyt wyrobów z brązu, dzwonków i broni ( Shang , Zhou , Wiosna i Jesień oraz Walczące Królestwa )
Wschodnia dynastia Han: wielokrotne kucie stali → najbardziej prymitywny proces obróbki cieplnej deformacji.
Technologia hartowania: „Kąpiel z utopieniem pięciu zwierząt, hartowanie tłuszczem pięciu zwierząt” (nowoczesne hartowanie wodą, hartowanie olejem).
Król Fuchai z Wu i król Goujian z Yue
Brązowe talerze Dun i Zun z czasów dynastii Shang i Zhou
Ludzka twarz z brązu z dynastii Shang z podłużnymi oczami
Kopia dzwonka z grobowca Leigudun nr 2
W 1981 roku w grobowcu nr 2 w Leigudun w prowincji Hubei odkopano zestaw dzwonków z okresu Walczących Królestw, z dokładnym rytmem i piękną barwą. Jego liczba i skala ustępują jedynie dzwonkom Zeng Hou Yi, o całkowitym zakresie ponad 5 oktaw. Można go samodzielnie nastroić i odtwarzać różne utwory złożone z pięciotonowych, sześciotonowych i siedmiotonowych skal. Do wspólnego występu potrzeba pięciu osób, a wszystkie głosy wydobywają się unisono, symfonicznie i nakładając na siebie, co jest godne miana niezrównanego brzmienia muzyki dawnej.
zdjęcie
Drugi etap - założenie dyscypliny materiały metaliczne
Połóż podwaliny pod dyscypliny materiałów metalowych: metalografia, metalografia, transformacja fazowa i stal stopowa itp.
1803: Dalton proponuje teorię atomową, Avogadro proponuje teorię molekularną.
1830: Hessel zaproponował 32 typy kryształów i spopularyzował indeks kryształów.
1891: Naukowcy z Rosji, Niemiec, Wielkiej Brytanii i innych krajów niezależnie ustalili teorię struktury sieci.
1864: Sorby przygotowuje pierwszą fotografię metalograficzną, 9 razy, ale znaczącą.
1827: Karsten wyizolował Fe3C ze stali, aw 1888 Abel udowodnił, że jest to Fe3C.
1861: Ochernov zaproponował koncepcję krytycznej temperatury przemiany stali.
Pod koniec XIX wieku: badania nad martenzytem stały się modne, Gibbs uzyskał prawo fazowe, Robert-Austen odkrył charakterystykę stałego roztworu austenitu, a Roozeboom ustalił diagram równowagi układu Fe-Fe3C.
zdjęcie
Etap trzeci – wielki rozwój teorii mikroorganizacji
Diagram fazowy stopu, wynalezienie i zastosowanie promieniowania rentgenowskiego, ustanowienie teorii dyslokacji.
1912: Odkrycie promieni rentgenowskich, potwierdzenie, że (δ)-Fe to bcc, -Fe to fcc; prawo stałych rozwiązań.
1931: Odkrycie rozszerzania się i kurczenia obszaru pierwiastków stopowych.
1934: Rosjanin Polanyi, węgierski Orowan i brytyjski Taylor niezależnie zaproponowali teorię dyslokacji, aby wyjaśnić odkształcenie plastyczne stali; krystalografia przemiany martenzytycznej.
1938: Wynalazek mikroskopu elektronowego.
1910: Wynaleziono stal nierdzewną, aw 1912 wynaleziono stal nierdzewną F.
1990: Wynalazł twardościomierz Brinella, Griffith zaproponował, że koncentracja naprężeń doprowadzi do mikropęknięć.
zdjęcie
Czwarty etap - dogłębne studium mikroteorii
Pogłębione badania nad teorią mikroskopii: badania nad dyfuzją atomową i jej istotą; stalowy pomiar krzywej TTT; teoria transformacji bainitu i martenzytu stworzyła stosunkowo kompletną teorię.
Ustanowienie teorii dyslokacji: Wynalezienie mikroskopu elektronowego spowodowało wytrącenie drugiej fazy w stali, poślizg dyslokacji i odkrycie niekompletnych dyslokacji, uskoków układania, ścian dyslokacji, podkonstrukcji, mas powietrza Cottrella itp. teoria dyslokacji. błędna teoria.
Ciągle wymyślane są nowe instrumenty naukowe: sonda elektronowa, polowy mikroskop emisyjny jonowy i polowy mikroskop elektronowy, skaningowy transmisyjny mikroskop elektronowy (STEM), skaningowy mikroskop tunelowy (STM), mikroskop sił atomowych (AFM) itp.
zdjęcie
2. Nowoczesne materiały metalowe
Badania i rozwój zaawansowanych materiałów konstrukcyjnych to wieczny temat.
Opracuj wysokowydajne materiały konstrukcyjne: od dążenia do wysokiej wytrzymałości, odporności na wysokie temperatury, odporności na korozję i odporności na zużycie po zmniejszenie masy mechanicznej, poprawę wydajności i wydłużenie żywotności. Szeroki zakres zastosowań, od kompozytów po materiały konstrukcyjne, takie jak kompozyty z osnową aluminiową. Opracowywanie niskotemperaturowych stali austenitycznych do różnych zastosowań.
Transformacja tradycyjnych materiałów konstrukcyjnych: Ważnym sposobem jest uzyskanie drobniejszych i bardziej jednolitych struktur, czystszych materiałów i skupienie się na rzemiośle. „Materiał stalowy nowej generacji” jest dwukrotnie mocniejszy niż istniejące materiały stalowe. Incydent „9.11” w Stanach Zjednoczonych ujawnił słabą odporność na mięknięcie w wysokich temperaturach konstrukcji stalowych stosowanych w budownictwie, co sprzyjało rozwojowi wysokowytrzymałej walcowanej na gorąco stali ognioodpornej i odpornej na warunki atmosferyczne.
Opracuj inne wysokowydajne stale: stosuj różne nowe procesy i nowe metody do produkcji nowych stali narzędziowych o dobrej ciągliwości i odporności na zużycie. Ekonomiczne stapianie jest kierunkiem rozwoju stali szybkotnącej, a rozwój różnych technologii obróbki powierzchniowej materiałów narzędziowych ma ogromne znaczenie w opracowywaniu nowych materiałów narzędziowych.
Zaawansowana technologia przygotowania: taka jak technologia obróbki metali półstałych, dojrzałość i zastosowanie technologii stopów aluminiowo-magnezowych, ograniczenia techniczne istniejącej stali oraz wzmacnianie i hartowanie stali to kierunki wysiłków.
zdjęcie
3. Zrównoważony rozwój i trend materiałów metalowych
W 2004 roku zaproponowano „Przemysł materiałowy w społeczeństwie recyklingowym – zrównoważony rozwój przemysłu materiałowego”.
Metalurgia mikrobiologiczna: produkcja bezodpadowa, już produkowana przemysłowo w wielu krajach. Miedź produkowana przez metalurgię mikrobiologiczną w Stanach Zjednoczonych stanowi 10 procent całkowitej produkcji, a tryskacze są sztucznie hodowane w Japonii w celu ekstrakcji wanadu. Woda morska jest płynnym minerałem, a ilość pierwiastków stopowych zawartych w wodzie morskiej przekracza 10 miliardów ton. Teraz magnez, uran i inne pierwiastki można wydobywać z wody morskiej. Około 20 procent produkowanego na świecie magnezu pochodzi z wody morskiej, a Stany Zjednoczone zaspokajają już 80 procent zapotrzebowania na ten rodzaj magnezu.
Przemysł recyklingu materiałów: Aby dostosować się do potrzeb czasów, zintegrować świadomość ekologiczną i środowiskową z projektowaniem produktów i procesami produkcyjnymi, poprawić stopień wykorzystania materiałów i zmniejszyć obciążenie dla środowiska w procesie produkcji i użytkowania. Rozwijaj przemysł, który tworzy cnotliwy cykl „zasoby → materiały → środowisko”.
Głównym kierunkiem rozwoju stopów są stopy niskostopowe i ogólnego przeznaczenia, tworzące zielony/ekologiczny system materiałowy, który sprzyja recyklingowi i recyklingowi materiałów. Konieczne jest badanie i rozwój materiałów ekologicznych i przyjaznych dla środowiska, które są ściśle związane z życiem ludzi.
zdjęcie
4. Stop tytanu nazywany jest „metalem kosmicznym” i „stalą przyszłości”
Stopy tytanu mogą zachować wysoką wytrzymałość w wysokich i niskich temperaturach, a ich odporność na korozję jest niezrównana. Tytan jest bogaty w ziemię (0,6 procent). Jednak proces ekstrakcji jest skomplikowany, koszt wysoki, a szerokie zastosowanie ograniczone. Stop tytanu będzie jednym z materiałów metalowych, które wniosą istotny wkład w rozwój ludzkości w XXI wieku.
5. Metale nieżelazne
Zasoby stoją przed poważnym problemem niezrównoważonego rozwoju, głównie ze względu na poważne szkody w zasobach, niski stopień wykorzystania i alarmujące marnotrawstwo. Intensywna technologia przetwarzania jest zacofana, brakuje produktów z najwyższej półki; osiągnięć innowacyjnych jest niewiele, a stopień uprzemysłowienia osiągnięć high-tech nie jest wysoki. Główny nurt stanowi rozwój wysokowydajnych materiałów konstrukcyjnych i zaawansowanych metod ich przetwarzania, takich jak: stopy aluminium z litem, szybko krzepnące stopy aluminium itp. Kierunkiem rozwoju są również materiały funkcyjne z metali nieżelaznych.
