1. Минуле, сьогодення та майбутнє металевих матеріалів
Фаза 1 - Виробництво необробленої сталі
4300 р. до н.е.: натуральне золото, мідь і ковальські ремесла
2800 рік до нашої ери: Виплавка заліза
2000 р. до н.е.: Процвітання бронзових виробів, курантів і зброї (Шан, Чжоу, Весна і Осінь і Воюючі царства)
Династія Східна Хань: багаторазове кування сталі → найпримітивніший процес термічної обробки деформації.
Технологія гасіння: «Ваня з утопленням п'яти тварин, гасіння жиром п'яти тварин» (сучасне гасіння водою, гасіння в олії).
Король Ву Фучай і король Юе Гоуцзянь
Бронзові пластини Дунь і Цзунь часів династій Шан і Чжоу
Бронзове людське обличчя династії Шан із поздовжніми очима
Копія дзвона з гробниці Лейгудун № 2
У 1981 році в гробниці № 2 у Лейгудуні, провінція Хубей, було знайдено набір курантів періоду Воюючих царств з точним ритмом і гарним тембром. Його кількість і масштаб поступаються лише дзвонам Zeng Hou Yi із загальним діапазоном понад 5 октав. Його можна налаштовувати самостійно, і можна відтворювати різноманітну музику, що складається з п’ятитональних, шеститональних і семитональних гам. Потрібно, щоб п’ять осіб виступали разом, і всі голоси лунають в унісон, симфонічно та накладаючись, що гідно того, щоб бути неперевершеним звучанням стародавньої музики.
картина
Другий етап - заснування дисципліни металеві матеріали
Закласти основи дисциплін про металеві матеріали: металографія, металографія, фазове перетворення та легована сталь та ін.
1803: Дальтон пропонує атомну теорію, Авогадро пропонує молекулярну теорію.
1830: Гессель запропонував 32 типи кристалів і популяризував кристалічний індекс.
1891: Вчені з Росії, Німеччини, Великобританії та інших країн незалежно створили теорію структури решітки.
1864: Сорбі готує першу металографічну фотографію, 9 разів, але значну.
1827: Карстен виділив Fe3C зі сталі, а в 1888 році Абель довів, що це Fe3C.
1861: Очернов запропонував концепцію критичної температури перетворення сталі.
Наприкінці 19 століття: дослідження мартенситу стало модним, Гіббс отримав фазовий закон, Роберт-Остен відкрив характеристики твердого розчину аустеніту, а Рузебум встановив діаграму рівноваги системи Fe-Fe3C.
картина
Третій етап - великий розвиток теорії мікроорганізації
Фазова діаграма сплаву, винахід і застосування рентгенівського випромінювання, створення теорії дислокацій.
1912: Відкрито рентгенівське випромінювання, підтверджено, що (δ)-Fe є ОЦК, -Fe є ГЦК; закон твердого розчину.
1931: Відкриття розширення та звуження області легуючих елементів.
1934: росіянин Полані, угорець Орован і британець Тейлор незалежно один від одного запропонували дислокаційну теорію для пояснення пластичної деформації сталі; кристалографія мартенситного перетворення.
1938: Винайдено електронний мікроскоп.
1910: була винайдена нержавіюча сталь, а в 1912 році була винайдена нержавіюча сталь F.
1990: Винайшов твердомір за Брінеллем, Гріффіт припустив, що концентрація напруги призведе до мікротріщин.
картина
Четвертий етап - поглиблене вивчення мікротеорії
Поглиблені дослідження мікроскопічної теорії: дослідження атомної дифузії та її сутності; вимірювання сталевої кривої ТТТ; бейнітна і мартенситна теорія перетворення утворили відносно повну теорію.
Створення теорії дислокацій: винахід електронного мікроскопа спонукав до виділення другої фази в сталі, дислокаційного ковзання та відкриття неповних дислокацій, дефектів упаковки, дислокаційних стінок, субструктур, повітряних мас Коттрела тощо, і розробив дислокаційна теорія. неправильна теорія.
Постійно винаходяться нові наукові прилади: електронний зонд, польовий іонно-емісійний мікроскоп і польовий електронно-емісійний мікроскоп, скануючий просвічуючий електронний мікроскоп (STEM), скануючий тунельний мікроскоп (STM), атомно-силовий мікроскоп (AFM) тощо.
картина
2. Сучасні металеві матеріали
Дослідження та розробка передових конструкційних матеріалів – вічна тема.
Розробляйте високоефективні конструкційні матеріали: від досягнення високої міцності, стійкості до високих температур, стійкості до корозії та зносостійкості до зменшення механічної ваги, покращення продуктивності та подовження терміну служби. Широкий діапазон застосувань від композитів до конструкційних матеріалів, таких як композити з алюмінієвою матрицею. Розробляти низькотемпературні аустенітні сталі для різних застосувань.
Трансформація традиційних конструкційних матеріалів: важливий шлях полягає в тому, щоб мати більш тонкі та однорідні структури, чистіші матеріали та зосередитися на майстерності. «Сталевий матеріал нового покоління» вдвічі міцніший за існуючі сталеві матеріали. Інцидент "9.11" у Сполучених Штатах виявив низьку стійкість до високотемпературного розм'якшення сталевих конструкцій, які використовуються в будівництві, що сприяло розробці високоміцної гарячекатаної вогнестійкої та атмосферостійкої сталі.
Розробляйте інші високоякісні сталі: використовуйте різноманітні нові процеси та нові методи для виробництва нових інструментальних сталей із хорошою в’язкістю та зносостійкістю. Економне легування є напрямом розвитку швидкорізальної сталі, і велике значення в розробці нових інструментальних матеріалів має розробка різних технологій обробки поверхні інструментальних матеріалів.
Удосконалена технологія підготовки: така як технологія напівтвердої обробки металу, зрілість і застосування технології алюмінієво-магнієвих сплавів, технічний ліміт існуючої сталі та зміцнення та загартування сталі є напрямками зусиль.
картина
3. Сталий розвиток і тенденції металевих матеріалів
У 2004 році було запропоновано "Промисловість матеріалів у суспільстві переробки - сталий розвиток промисловості матеріалів".
Мікробна металургія: безвідходне виробництво, вже промислове виробництво в багатьох країнах. Мідь, вироблена мікробною металургією в Сполучених Штатах, становить 10 відсотків від загального виробництва, а морські бризки штучно культивуються в Японії для вилучення ванадію. Морська вода є рідким мінералом, і кількість легуючих елементів, що містяться в морській воді, перевищує 10 мільярдів тонн. Тепер з морської води можна добувати магній, уран та інші елементи. Близько 20 відсотків магнію, виробленого в світі, надходить з морської води, і Сполучені Штати вже задовольняють 80 відсотків попиту на цей вид магнію.
Промисловість вторинної переробки матеріалів: щоб адаптуватися до потреб часу, інтегрувати екологічну та екологічну свідомість у дизайн продуктів і виробничих процесів, покращити рівень використання матеріалів і зменшити навантаження на навколишнє середовище в процесі виробництва та використання. Розвивайте галузь, яка формує дієвий цикл «ресурси → матеріали → довкілля».
Основним напрямком розвитку сплавів є низьколеговані сплави та сплави загального призначення, що утворюють екологічну/екологічну систему матеріалів, що сприяє переробці та переробці матеріалів. Необхідно досліджувати та розробляти екологічно чисті матеріали, тісно пов’язані з життям людей.
картина
4. Титановий сплав називають «космічним металом» і «сталлю майбутнього»
Титанові сплави можуть зберігати високу міцність при високих і низьких температурах, а їх стійкість до корозії неперевершена. Титан у великій кількості міститься в землі (0,6 відсотка). Однак процес видобутку складний, вартість висока, а широке застосування обмежене. Титановий сплав стане одним із металевих матеріалів, який зробить важливий внесок у розвиток людства у 21 столітті.
5. Кольорові метали
Ресурси стикаються з серйозною проблемою нестабільного розвитку, головним чином через серйозну шкоду ресурсам, низький рівень використання та тривожні витрати. Технологія інтенсивної обробки відстала, бракує високоякісної продукції; інноваційних досягнень мало, а ступінь індустріалізації досягнень високих технологій невисокий. Основним напрямком є розробка високоефективних конструкційних матеріалів і передових методів їх обробки, таких як: алюмінієво-літієві сплави, алюмінієві сплави швидкого затвердіння тощо. Функціональні матеріали з кольорових металів також є напрямком розвитку.
