1. Prošlost, sadašnjost i budućnost metalnih materijala
Faza 1 - Proizvodnja sirovog čelika
4300 pne: Prirodni zanati od zlata, bakra i kovanja
2800 pne: Topljenje gvožđa
2000. pne: Prosperitet bronzanih predmeta, zvona i oružja (Shang, Zhou, proljeće i jesen i zaraćene države)
Istočna dinastija Han: ponovljeno kovanje čelika → najprimitivniji proces termičke obrade deformacijom.
Tehnologija gašenja: "Kupanje sa utapanjem pet životinja, gašenje sa masnoćom pet životinja" (moderno gašenje vodom, gašenje u ulju).
Kralj Fuchai od Wua i kralj Goujian od Yuea
Brončane ploče Dun i Zun iz dinastija Shang i Zhou
Bronzano ljudsko lice dinastije Shang sa uzdužnim očima
Kopija zvona iz Leigudunove grobnice br. 2
Godine 1981. iz grobnice br. 2 u Leigudunu, provincija Hubei, otkopan je set zvona zvona iz perioda zaraćenih država, sa preciznim ritmom i prekrasnim tembrom. Njegov broj i razmjer su drugi samo zvona zvona Zeng Hou Yi, sa ukupnim rasponom od više od 5 oktava. Može se sam podešavati, a može se puštati i razna muzika sačinjena od petotonskih, šestotonskih i sedmotonskih ljestvica. Za zajednički nastup potrebno je petoro ljudi, a svi glasovi izlaze unisono, simfonijski i preklapajući se, što je dostojno da bude zvuk bez premca drevne muzike.
slika
Druga faza - temelj discipline metalnih materijala
Postaviti temelje disciplina metalnih materijala: metalografija, metalografija, fazna transformacija i legirani čelik, itd.
1803: Dalton predlaže atomsku teoriju, Avogadro predlaže molekularnu teoriju.
1830: Hessel je predložio 32 vrste kristala i popularizirao kristalni indeks.
1891: Naučnici iz Rusije, Njemačke, Britanije i drugih zemalja samostalno su uspostavili teoriju strukture rešetke.
1864: Sorby priprema prvu metalografsku fotografiju, 9 puta, ali značajnu.
1827: Karsten je izolovao Fe3C iz čelika, a 1888. Abel je dokazao da je to Fe3C.
1861: Ochernov je predložio koncept kritične temperature transformacije čelika.
Krajem 19. stoljeća: istraživanje martenzita je postalo moderno, Gibbs je dobio fazni zakon, Robert-Austen je otkrio karakteristike čvrstog rastvora austenita, a Roozeboom je uspostavio dijagram ravnoteže Fe-Fe3C sistema.
slika
Treća faza - veliki razvoj teorije mikroorganizacije
Fazni dijagram legure, pronalazak i primjena rendgenskih zraka, uspostavljanje teorije dislokacija.
1912: Otkrivene X-zrake, potvrđeno da je (δ)-Fe bcc, -Fe je fcc; zakon čvrstog rastvora.
1931: Otkriće širenja i kontrakcije područja legirajućih elemenata.
1934: Rus Polanyi, Mađar Orowan i Britanac Taylor nezavisno su predložili teoriju dislokacije da objasne plastičnu deformaciju čelika; kristalografija martenzitne transformacije.
1938: Izumljen je elektronski mikroskop.
1910: Izumljen je nerđajući čelik, a F nerđajući čelik je izmišljen 1912.
1990: Izumio Brinellov tester tvrdoće, Griffith je predložio da koncentracija napona dovodi do mikropukotina.
slika
Četvrta faza - dubinsko proučavanje mikro teorije
Dubinsko istraživanje mikroskopske teorije: istraživanje atomske difuzije i njene suštine; mjerenje TTT krive čelika; teorija transformacije bainita i martenzita formirala je relativno potpunu teoriju.
Uspostavljanje teorije dislokacija: Pronalazak elektronskog mikroskopa potaknuo je taloženje druge faze u čeliku, dislokacijsko klizanje i otkriće nepotpunih dislokacija, rasjeda slaganja, dislokacijskih zidova, podstruktura, Cottrellovih zračnih masa itd., te razvio teorija dislokacije. pogrešna teorija.
Konstantno se izmišljaju novi naučni instrumenti: elektronska sonda, poljski ionski emisioni mikroskop i poljski elektronski emisioni mikroskop, skenirajući transmisioni elektronski mikroskop (STEM), skenirajući tunelski mikroskop (STM), mikroskop atomske sile (AFM) itd.
slika
2. Moderni metalni materijali
Istraživanje i razvoj naprednih konstrukcijskih materijala je vječna tema.
Razvijte strukturne materijale visokih performansi: od težnje za visokom čvrstoćom, otpornošću na visoke temperature, otpornošću na koroziju i otpornošću na habanje do smanjenja mehaničke težine, poboljšanja performansi i produženja vijeka trajanja. Širok raspon primjena od kompozita do strukturnih materijala, kao što su kompoziti s aluminijskom matricom. Razviti niskotemperaturne austenitne čelike za različite primjene.
Transformacija tradicionalnih konstruktivnih materijala: Važan način je imati finije i ujednačenije strukture, čistije materijale i fokusiranje na zanatstvo. "Čelični materijal nove generacije" dvostruko je jači od postojećih čeličnih materijala. Incident "9.11" u Sjedinjenim Državama otkrio je slabu otpornost čeličnih konstrukcija koje se koriste u građevinarstvu na omekšavanje pri visokim temperaturama, što je potaknulo razvoj toplovaljanog čelika visoke čvrstoće otpornog na vatru i vremenske uvjete.
Razvijte druge čelike visokih performansi: koristite različite nove procese i nove metode za proizvodnju novih alatnih čelika dobre žilavosti i otpornosti na habanje. Ekonomično legiranje je razvojni pravac brzoreznog čelika, a razvoj različitih tehnologija površinske obrade alatnih materijala od velikog je značaja u razvoju novih alatnih materijala.
Napredna tehnologija pripreme: kao što je tehnologija obrade metala polučvrstog materijala, zrelost i primjena tehnologije legure aluminija i magnezija, tehnička granica postojećeg čelika i jačanje i kaljenje čelika su smjerovi napora.
slika
3. Održivi razvoj i trend metalnih materijala
2004. godine predložena je "Industrija materijala u društvu za reciklažu - održivi razvoj industrije materijala".
Mikrobna metalurgija: proizvodnja bez otpada, već industrijski proizvedena u mnogim zemljama. Bakar proizveden mikrobnom metalurgijom u Sjedinjenim Državama čini 10 posto ukupne proizvodnje, a morski mlaz se umjetno uzgaja u Japanu za ekstrakciju vanadijuma. Morska voda je tečni mineral, a količina legirajućih elemenata u morskoj vodi prelazi 10 milijardi tona. Sada se magnezijum, uranijum i drugi elementi mogu ekstrahovati iz morske vode. Oko 20 posto magnezijuma proizvedenog u svijetu dolazi iz morske vode, a Sjedinjene Države već zadovoljavaju 80 posto potražnje za ovom vrstom magnezijuma.
Industrija reciklažnih materijala: Prilagoditi se potrebama vremena, integrirati ekološku i ekološku svijest u dizajn proizvoda i proizvodnih procesa, poboljšati stopu korištenja materijala i smanjiti opterećenje okoliša u procesu proizvodnje i korištenja. Razviti industriju koja formira vrli ciklus „resursi→materijali→okolina”.
Glavni pravac razvoja legura su niskolegirane legure i legure opšte namene, koje formiraju sistem zelenih/ekoloških materijala, koji pogoduje reciklaži i reciklaži materijala. Neophodno je istraživati i razvijati zelene materijale i ekološki prihvatljive materijale koji su usko povezani sa životima ljudi.
slika
4. Titanijumska legura naziva se "svemirski metal" i "čelik budućnosti"
Legure titana mogu održati visoku čvrstoću na visokim i niskim temperaturama, a njihova otpornost na koroziju je bez premca. Titanijuma ima u izobilju u zemlji (0.6 procenata). Međutim, proces ekstrakcije je kompliciran, cijena je visoka, a široka primjena ograničena. Legura titanijuma biće jedan od metalnih materijala koji će dati važan doprinos čovečanstvu u 21. veku.
5. Obojeni metali
Resursi se suočavaju sa ozbiljnim problemom neodrživog razvoja, uglavnom zbog ozbiljne štete na resursima, niske stope iskorišćenja i alarmantnog otpada. Intenzivna tehnologija obrade je zaostala, nedostaju vrhunski proizvodi; inovativnih dostignuća je malo, a stepen industrijalizacije visokotehnoloških dostignuća nije visok. Razvoj konstruktivnih materijala visokih performansi i njihovih naprednih procesnih metoda je glavna struja, kao što su: legure aluminijum-litijum, legure aluminijuma brzog očvršćavanja, itd. Funkcionalni materijali od obojenih metala su takođe pravac razvoja.
