1. Prošlost, sadašnjost i budućnost metalnih materijala
Faza 1 - Proizvodnja sirovog čelika
4300 pr. Kr.: Prirodno zlato, bakar i kovanje
2800. pr. Kr.: Taljenje željeza
2000. pr. Kr.: Prosperitet brončane robe, zvona i oružja (Shang, Zhou, proljeće i jesen i zaraćene države)
Dinastija Istočni Han: ponovljeno kovanje čelika → najprimitivniji proces toplinske obrade deformacije.
Tehnologija kaljenja: „Kupka s utapanjem pet životinja, gašenje mašću pet životinja“ (moderno kaljenje u vodi, kaljenje u ulju).
Kralj Fuchai od Wua i kralj Goujian od Yuea
Brončane Dun i Zun ploče iz dinastija Shang i Zhou
Brončano ljudsko lice iz dinastije Shang s uzdužnim očima
Kopija zvonastog zvona iz Leigudunove grobnice br. 2
Godine 1981. iz grobnice br. 2 u Leigudunu, u provinciji Hubei, iskopan je set zvončića iz razdoblja zaraćenih država, s točnim ritmom i prekrasnom bojom. Njegov broj i razmjer su drugi iza Zeng Hou Yi zvona, s ukupnim rasponom od više od 5 oktava. Može se sam ugađati, a može se svirati različita glazba sastavljena od pettonskih, šesttonskih i sedamtonskih ljestvica. Pet ljudi mora nastupiti zajedno, a svi glasovi izlaze unisono, simfonijski i preklapajući se, što je dostojno biti neusporediv zvuk drevne glazbe.
slika
Druga faza - temelj discipline metalnih materijala
Postaviti temelje disciplinama metalnih materijala: metalografija, metalografija, fazna transformacija i legirani čelik itd.
1803: Dalton predlaže atomsku teoriju, Avogadro predlaže molekularnu teoriju.
1830: Hessel je predložio 32 tipa kristala i popularizirao kristalni indeks.
1891.: Znanstvenici iz Rusije, Njemačke, Britanije i drugih zemalja neovisno su uspostavili teoriju strukture rešetke.
1864: Sorby priprema prvu metalografsku fotografiju, 9 puta, ali značajnu.
1827.: Karsten je izolirao 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 postalo je moderno, Gibbs je dobio fazni zakon, Robert-Austen je otkrio karakteristike čvrste otopine austenita, a Roozeboom je uspostavio dijagram ravnoteže Fe-Fe3C sustava.
slika
Treća faza - veliki razvoj teorije mikroorganizacije
Fazni dijagram legure, izum i primjena X-zraka, postavljanje teorije dislokacija.
1912: Otkrio X-zrake, potvrdio da je (δ)-Fe bcc, -Fe fcc; zakon čvrste otopine.
1931.: Otkriće širenja i skupljanja područja legirajućih elemenata.
1934.: Rus Polanyi, Mađar Orowan i Britanac Taylor neovisno su predložili dislokacijsku teoriju za objašnjenje plastične deformacije čelika; kristalografija martenzitne transformacije.
1938: Izumljen je elektronski mikroskop.
1910.: Izumljen je nehrđajući čelik, a 1912. izumljen je nehrđajući čelik F.
1990.: Izumio Brinellov mjerač tvrdoće, Griffith je predložio da će koncentracija naprezanja dovesti do mikropukotina.
slika
Četvrta faza - dubinsko proučavanje mikro teorije
Detaljno istraživanje mikroskopske teorije: istraživanje atomske difuzije i njezine biti; mjerenje čelične TTT krivulje; teorija transformacije bainita i martenzita formirala je relativno cjelovitu teoriju.
Uspostava dislokacijske teorije: Izum elektronskog mikroskopa potaknuo je taloženje druge faze u čeliku, dislokacijsko klizanje i otkriće nepotpunih dislokacija, grešaka slaganja, dislokacijskih stijenki, podstruktura, Cottrellovih zračnih masa itd., i razvio je dislokacijska teorija. pogrešna teorija.
Stalno se izmišljaju novi znanstveni instrumenti: elektronska sonda, ionski emisijski mikroskop i elektronski emisioni mikroskop, skenirajući prijenosni elektronski mikroskop (STEM), skenirajući tunelski mikroskop (STM), mikroskop atomske sile (AFM) itd.
slika
2. Suvremeni metalni materijali
Istraživanje i razvoj naprednih konstrukcijskih materijala vječna je tema.
Razvijte strukturalne materijale visokih performansi: od težnje za visokom čvrstoćom, otpornošću na visoke temperature, otpornošću na koroziju i otpornošću na trošenje do smanjenja mehaničke težine, poboljšanja performansi i produljenja 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 strukturnih materijala: Važan način je imati finije i ujednačenije strukture, čišće materijale i fokusirati se na majstorstvo. "Čelični materijal nove generacije" dvostruko je jači od postojećih čeličnih materijala. Incident "9.11" u Sjedinjenim Državama razotkrio je slabu otpornost čeličnih konstrukcija koje se koriste u građevinarstvu na omekšavanje pri visokim temperaturama, što je pospješilo razvoj toplovaljanog čelika visoke čvrstoće otpornog na vatru i vremenske uvjete.
Razvijte druge čelike visokih performansi: koristite razne nove procese i nove metode za proizvodnju novih čelika za alate s dobrom žilavošću i otpornošću na trošenje. Ekonomično legiranje razvojni je smjer 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 polučvrste obrade metala, zrelost i primjena tehnologije aluminij-magnezijevih legura, tehničko ograničenje postojećeg čelika te jačanje i kaljenje čelika smjerovi su napora.
slika
3. Održivi razvoj i trend metalnih materijala
Godine 2004. predložena je "Industrija materijala u društvu recikliranja - održivi razvoj industrije materijala".
Mikrobna metalurgija: proizvodnja bez otpada, već se industrijski proizvodi u mnogim zemljama. Bakar proizveden mikrobnom metalurgijom u Sjedinjenim Američkim Državama čini 10 posto ukupne proizvodnje, a morske mlaznice umjetno se uzgajaju u Japanu za ekstrakciju vanadija. Morska voda je tekući mineral, a količina legirajućih elemenata u morskoj vodi prelazi 10 milijardi tona. Sada se magnezij, uran i drugi elementi mogu ekstrahirati iz morske vode. Oko 20 posto magnezija proizvedenog u svijetu dolazi iz morske vode, a Sjedinjene Države već zadovoljavaju 80 posto potražnje za ovom vrstom magnezija.
Industrija recikliranja materijala: Prilagoditi se potrebama vremena, integrirati ekološku i ekološku svijest u dizajn proizvoda i proizvodnih procesa, poboljšati stopu iskorištenja materijala i smanjiti opterećenje okoliša u procesu proizvodnje i uporabe. Razviti industriju koja tvori učinkovit ciklus "resursi→materijali→okoliš".
Glavni smjer razvoja legura su legure niske legure i legure opće namjene, koje tvore zeleni/ekološki sustav materijala, koji pogoduje recikliranju i recikliranju materijala. Potrebno je istraživati i razvijati zelene materijale i ekološki prihvatljive materijale koji su usko povezani sa životima ljudi.
slika
4. Legura titana naziva se "svemirski metal" i "čelik budućnosti"
Legure titana mogu zadržati visoku čvrstoću na visokim i niskim temperaturama, a njihova otpornost na koroziju je bez premca. Titana ima u izobilju u zemlji (0,6 posto). Međutim, proces ekstrakcije je kompliciran, cijena visoka, a široka primjena ograničena. Legura titana bit će jedan od metalnih materijala koji će dati važan doprinos čovječanstvu u 21. stoljeću.
5. Obojeni metali
Resursi se suočavaju s ozbiljnim problemom neodrživog razvoja, uglavnom zbog ozbiljnog oštećenja resursa, niske stope iskorištenja i alarmantnog otpada. Intenzivna tehnologija obrade je zaostala, nedostaju vrhunski proizvodi; malo je inovativnih dostignuća, a stupanj industrijalizacije dostignuća visoke tehnologije nije visok. Razvoj visokoučinkovitih konstrukcijskih materijala i njihovih naprednih procesnih metoda glavni je tok, kao što su: aluminij-litijeve legure, aluminijske legure s brzim skrućivanjem, itd. Funkcionalni materijali od obojenih metala također su smjer razvoja.
