1. Metallimateriaalien menneisyys, nykyisyys ja tulevaisuus
Vaihe 1 - Raakateräksen tuotanto
4300 eKr.: Luonnonkultaa, kuparia ja taontakäsitöitä
2800 eaa.: Raudan sulatus
2000 eKr.: Pronssituotteiden, kellojen ja aseiden vauraus (Shang, Zhou, kevät ja syksy ja sotivat valtiot)
Itäinen Han-dynastia: toistuva teräksen taonta → alkeellisin muodonmuutoslämpökäsittelyprosessi.
Sammutustekniikka: "kylpy viiden eläimen hukkumisella, sammuta viiden eläimen rasvalla" (moderni vesisammutus, öljysammutus).
Wun kuningas Fuchai ja Yuen kuningas Goujian
Pronssiset Dun- ja Zun-levyt Shang- ja Zhou-dynastioista
Shang-dynastian pronssiset ihmisen kasvot pitkittäisillä silmillä
Kopio kellokellosta Leigudun haudasta nro 2
Vuonna 1981 Leigudunin Hubein maakunnassa sijaitsevasta haudasta nro 2 löydettiin sarja sotivien valtioiden aikakauden kellokelloja, joissa oli tarkka rytmi ja kaunis sointi. Sen lukumäärä ja mittakaava ovat toiseksi vain Zeng Hou Yi -kellot, joiden kokonaisalue on yli 5 oktaavia. Sitä voidaan virittää itsestään ja soittaa erilaista musiikkia, joka koostuu viisi-, kuusi- ja seitsemänsävyisistä asteikoista. Yhdessä esiintymiseen vaaditaan viisi henkilöä, ja kaikki äänet tulevat esiin yhdessä, sinfonisesti ja päällekkäin, mikä ansaitsee olla antiikin musiikin vertaansa vailla oleva ääni.
kuva
Toinen vaihe - metallimateriaalien kurinalaisuuden perusta
Luo perusta metallimateriaalialalle: metallografia, metallografia, faasimuunnos ja seosteräs jne.
1803: Dalton ehdottaa atomiteoriaa, Avogadro ehdottaa molekyyliteoriaa.
1830: Hessel ehdotti 32 kidetyyppiä ja teki suosituksi kideindeksin.
1891: Venäjän, Saksan, Britannian ja muiden maiden tutkijat perustivat itsenäisesti hilarakenneteorian.
1864: Sorby laatii ensimmäisen metallografisen valokuvan, 9 kertaa, mutta merkittävän.
1827: Karsten eristi Fe3C:tä teräksestä, ja vuonna 1888 Abel todisti sen olevan Fe3C.
1861: Ochernov ehdotti konseptia teräksen kriittisestä muunnoslämpötilasta.
1800-luvun lopulla: Martensiittitutkimuksesta on tullut muotia, Gibbs sai vaihelain, Robert-Austen löysi austeniitin kiinteän liuosominaisuudet ja Roozeboom loi Fe-Fe3C-järjestelmän tasapainokaavion.
kuva
Kolmas vaihe - mikro-organisaatioteorian suuri kehitys
Seosfaasikaavio, röntgenkuvan keksintö ja sovellus, dislokaatioteorian perustaminen.
1912: Löysi röntgensäteet, vahvisti, että (δ)-Fe on bcc, -Fe on fcc; vankka ratkaisulaki.
1931: Seosalkuaineiden alueen laajeneminen ja supistuminen löydettiin.
1934: Venäläinen Polanyi, unkarilainen Orowan ja brittiläinen Taylor ehdottivat itsenäisesti dislokaatioteoriaa teräksen plastisen muodonmuutoksen selittämiseksi; martensiittisen transformaation kristallografia.
1938: Elektronimikroskooppi keksittiin.
1910: Ruostumaton teräs keksittiin ja F ruostumaton teräs keksittiin vuonna 1912.
1990: Keksi Brinell-kovuustestin, Griffith ehdotti, että jännityksen keskittyminen johtaa mikrohalkeamiin.
kuva
Neljäs vaihe - mikroteorian syvällinen tutkimus
Mikroskooppisen teorian syvällinen tutkimus: atomidiffuusio ja sen ydin; teräksen TTT käyrän mittaus; Bainiitin ja martensiitin muunnosteoria muodosti suhteellisen täydellisen teorian.
Dislokaatioteorian perustaminen: Elektronimikroskoopin keksintö sai aikaan teräksen toisen faasin saostumisen, dislokaatiolipun ja epätäydellisten sijoittumien, pinoamisvirheiden, dislokaatioseinien, alusrakenteiden, Cottrell-ilmamassojen jne. löytämisen ja kehitti dislokaatioteoria. väärä teoria.
Uusia tieteellisiä instrumentteja keksitään jatkuvasti: elektroninen koetin, kenttä-ioniemissiomikroskooppi ja kenttäelektroniemissiomikroskooppi, pyyhkäisytransmissioelektronimikroskooppi (STEM), pyyhkäisytunnelimikroskooppi (STM), atomivoimamikroskooppi (AFM) jne.
kuva
2. Nykyaikaiset metallimateriaalit
Kehittyneiden rakennemateriaalien tutkimus ja kehittäminen on ikuinen teema.
Kehitä korkean suorituskyvyn rakennemateriaaleja: korkean lujuuden, korkeiden lämpötilojen kestävyyden, korroosionkestävyyden ja kulutuskestävyyden tavoittelusta mekaanisen painon vähentämiseen, suorituskyvyn parantamiseen ja käyttöiän pidentämiseen. Laaja valikoima sovelluksia komposiiteista rakennemateriaaleihin, kuten alumiinimatriisikomposiitteihin. Kehitä matalan lämpötilan austeniittisia teräksiä erilaisiin sovelluksiin.
Perinteisten rakennemateriaalien muuntaminen: Tärkeä tapa on saada hienommat ja yhtenäisemmat rakenteet, puhtaammat materiaalit ja keskittyä käsityötaitoon. "Uuden sukupolven teräsmateriaali" on kaksi kertaa lujempi kuin nykyiset teräsmateriaalit. "9.11"-tapaus Yhdysvalloissa paljasti rakentamisessa käytettyjen teräsrakenteiden heikon kestävyyden korkeassa lämpötilassa pehmenemiseltä, mikä edisti erittäin lujan kuumavalssatun palonkestävän ja säänkestävän teräksen kehitystä.
Kehitä muita korkean suorituskyvyn teräksiä: käytä erilaisia uusia prosesseja ja uusia menetelmiä valmistaaksesi uusia työkaluteräksiä, joilla on hyvä sitkeys ja kulutuskestävyys. Taloudellinen seostus on pikateräksen kehityssuunta, ja työkalumateriaalien erilaisten pintakäsittelyteknologioiden kehittäminen on erittäin tärkeää uusien työkalumateriaalien kehittämisessä.
Edistyksellinen valmistustekniikka: kuten metallin puolikiinteän prosessointiteknologia, alumiini-magnesiumseosteknologian kypsyys ja käyttö, olemassa olevan teräksen tekninen raja ja teräksen lujittaminen ja karkaisu ovat työn suuntaa.
kuva
3. Metallimateriaalien kestävä kehitys ja trendi
Vuonna 2004 ehdotettiin "Materiaaliteollisuus kierrätysyhteiskunnassa – materiaaliteollisuuden kestävä kehitys".
Mikrobimetallurgia: jätteetön tuotanto, jo teollisesti valmistettu monissa maissa. Yhdysvalloissa mikrobimetallurgialla tuotetun kuparin osuus kokonaistuotannosta on 10 prosenttia, ja meriruiskuja viljellään keinotekoisesti Japanissa vanadiinin uuttamiseksi. Merivesi on nestemäinen mineraali, ja meriveden seosalkuaineiden määrä ylittää 10 miljardia tonnia. Nyt magnesiumia, uraania ja muita alkuaineita voidaan uuttaa merivedestä. Noin 20 prosenttia maailmassa tuotetusta magnesiumista tulee merivedestä, ja Yhdysvallat täyttää jo 80 prosenttia tällaisen magnesiumin kysynnästä.
Kierrätysmateriaaliteollisuus: Sopeutua ajan tarpeisiin, integroida ekologinen ja ympäristötietoisuus tuotteiden ja tuotantoprosessien suunnitteluun, parantaa materiaalien käyttöastetta ja vähentää ympäristökuormitusta tuotanto- ja käyttöprosessissa. Kehittää toimialaa, joka muodostaa "resurssit→materiaalit→ympäristö" hyvän kierteen.
Seoskehityksen pääsuunta on niukkaseosteiset ja yleiskäyttöiset seokset, jotka muodostavat vihreä/ekologisen materiaalijärjestelmän, joka edistää materiaalien kierrätystä ja kierrätystä. On tarpeen tutkia ja kehittää vihreitä materiaaleja ja ympäristöystävällisiä materiaaleja, jotka liittyvät läheisesti ihmisten elämään.
kuva
4. Titaaniseosta kutsutaan "avaruusmetalliksi" ja "tulevaisuuden teräkseksi"
Titaaniseokset voivat säilyttää korkean lujuuden korkeissa ja matalissa lämpötiloissa, ja niiden korroosionkestävyys on vertaansa vailla. Maassa on runsaasti titaania (0,6 prosenttia). Uuttoprosessi on kuitenkin monimutkainen, kustannukset korkeat ja laaja käyttö rajoitettu. Titaaniseos tulee olemaan yksi metallimateriaaleista, jolla on suuri merkitys ihmiskunnalle 2000-luvulla.
5. Ei-rautametallit
Resurssit kohtaavat vakavan kestämättömän kehityksen ongelman, joka johtuu pääasiassa resurssien vakavista vaurioista, alhaisesta käyttöasteesta ja hälyttävästä jätteestä. Intensiivinen prosessointitekniikka on taaksepäin, huippuluokan tuotteista puuttuu; innovatiivisia saavutuksia on vähän, ja korkean teknologian saavutusten teollistumisaste ei ole korkea. Suorituskykyisten rakennemateriaalien ja niiden edistyneiden prosessimenetelmien kehittäminen on valtavirtaa, kuten: alumiini-litiumlejeeringit, nopeasti jähmettyvät alumiiniseokset jne. Ei-rautametallien funktionaaliset materiaalit ovat myös kehityssuunta.
