1. Прошлое, настоящее и будущее металлических материалов
Фаза 1 - Производство стали
4300 г. до н.э.: изделия из натурального золота, меди и ковки.
2800 г. до н.э.: выплавка железа.
2000 г. до н.э.: Процветание бронзовых изделий, курантов и оружия (Шан, Чжоу, Весна и Осень и Воюющие царства).
Восточная династия Хань: повторная ковка стали → самый примитивный процесс деформационной термообработки.
Технология закалки: «Баня с утоплением пяти животных, закалка жиром пяти животных» (современная водная закалка, масляная закалка).
Король Фучай из Ву и король Гоуцзянь из Юэ
Бронзовые пластины Дунь и Цзунь династий Шан и Чжоу
Бронзовое человеческое лицо династии Шан с продольными глазами
Копия колокольчика из гробницы Лейгудун № 2.
В 1981 году в гробнице № 2 в Лейгудуне, провинция Хубэй, был обнаружен набор колокольчиков периода Воюющих царств с точным ритмом и красивым тембром. Его количество и масштаб уступают только колокольчикам Цзэн Хоу И, с общим диапазоном более 5 октав. Его можно настраивать самостоятельно, и можно воспроизводить различную музыку, состоящую из пяти-, шести- и семитональных гамм. Для совместного исполнения требуется пять человек, и все голоса звучат в унисон, симфонически и перекликаясь, что достойно того, чтобы быть бесподобным звучанием старинной музыки.
картина
Второй этап - фундамент дисциплины металлических материалов.
Заложить основы дисциплин металлических материалов: металлография, металлография, фазовые превращения и легирование стали и др.
1803: Дальтон предлагает атомную теорию, Авогадро предлагает молекулярную теорию.
1830: Гессель предложил 32 типа кристаллов и популяризировал индекс кристаллов.
1891: Ученые из России, Германии, Великобритании и других стран независимо друг от друга создали теорию решетчатой структуры.
1864: Сорби готовит первую металлографическую фотографию, 9 раз, но значительно.
1827 г.: Карстен выделил Fe3C из стали, а в 1888 г. Абель доказал, что это Fe3C.
1861: Очернов предложил понятие о критической температуре превращения стали.
В конце 19 века: исследования мартенсита вошли в моду, Гиббс получил фазовый закон, Роберт-Остен открыл характеристики твердого раствора аустенита, а Рузбум установил диаграмму равновесия системы Fe-Fe3C.
картина
Третий этап - большое развитие теории микроорганизаций.
Фазовая диаграмма сплавов, изобретение и применение рентгеновских лучей, создание дислокационной теории.
1912: Обнаружены рентгеновские лучи, подтвердившие, что (δ)-Fe является ОЦК, -Fe является ГЦК; закон твердых растворов.
1931: Открытие расширения и сжатия области легирующих элементов.
1934: русский Поланьи, венгр Орован и британец Тейлор независимо друг от друга предложили теорию дислокаций для объяснения пластической деформации стали; кристаллография мартенситного превращения.
1938: Изобретен электронный микроскоп.
1910: Изобретена нержавеющая сталь, а в 1912 году — нержавеющая сталь F.
1990: Изобретая прибор для измерения твердости по Бринеллю, Гриффит предположил, что концентрация напряжений приведет к микротрещинам.
картина
Четвертый этап – углубленное изучение микротеории
Углубленные исследования по микроскопической теории: исследования атомной диффузии и ее сущности; измерение кривой ТТТ стали; теория бейнитного и мартенситного превращения сформировала относительно законченную теорию.
Создание теории дислокаций. Изобретение электронного микроскопа способствовало выделению второй фазы в стали, проскальзыванию дислокаций, открытию неполных дислокаций, дефектов упаковки, стенок дислокаций, субструктур, воздушных масс Коттрелла и т. д., а также развило дислокационная теория. неправильная теория.
Постоянно изобретаются новые научные приборы: электронный зонд, полевой ионно-эмиссионный микроскоп и полевой электронно-эмиссионный микроскоп, сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (СТЭМ), сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), атомно-силовой микроскоп (АСМ) и др.
картина
2. Современные металлические материалы
Исследование и разработка передовых конструкционных материалов — вечная тема.
Разрабатывайте высокоэффективные конструкционные материалы: от стремления к высокой прочности, стойкости к высоким температурам, коррозионной стойкости и износостойкости до снижения механического веса, улучшения характеристик и увеличения срока службы. Широкий спектр применения от композитов до конструкционных материалов, таких как композиты с алюминиевой матрицей. Разрабатывать низкотемпературные аустенитные стали различного назначения.
Преобразование традиционных конструкционных материалов: важным способом является создание более тонких и однородных структур, более чистых материалов и сосредоточение внимания на мастерстве. «Стальной материал нового поколения» в два раза прочнее существующих стальных материалов. Инцидент «9.11» в США выявил слабую устойчивость к высокотемпературному размягчению стальных конструкций, используемых в строительстве, что способствовало разработке высокопрочной горячекатаной огнеупорной и атмосферостойкой стали.
Разрабатывайте другие высокопроизводительные стали: используйте различные новые процессы и новые методы для производства новых инструментальных сталей с хорошей ударной вязкостью и износостойкостью. Экономичное легирование является направлением развития быстрорежущей стали, и разработка различных технологий обработки поверхности инструментальных материалов имеет большое значение в разработке новых инструментальных материалов.
Передовые технологии подготовки: такие как технология полутвердой обработки металла, зрелость и применение технологии алюминиево-магниевого сплава, технический предел существующей стали, а также укрепление и закалка стали - вот направления усилий.
картина
3. Устойчивое развитие и тенденция металлических материалов
В 2004 г. была предложена «Материальная промышленность в обществе по переработке отходов - устойчивое развитие индустрии материалов».
Микробная металлургия: безотходное производство, уже промышленно производимое во многих странах. Медь, производимая микробной металлургией в США, составляет 10 процентов от общего объема производства, а в Японии искусственно выращивают асцидии для извлечения ванадия. Морская вода является жидким минералом, и количество легирующих элементов, содержащихся в морской воде, превышает 10 миллиардов тонн. Теперь магний, уран и другие элементы можно извлекать из морской воды. Около 20 процентов магния, производимого в мире, поступает из морской воды, и Соединенные Штаты уже обеспечивают 80 процентов потребности в этом виде магния.
Промышленность по переработке материалов: чтобы адаптироваться к потребностям времени, интегрировать экологическую и экологическую осведомленность в дизайн продуктов и производственных процессов, повысить коэффициент использования материалов и снизить нагрузку на окружающую среду в процессе производства и использования. Развивайте отрасль, которая образует благотворный цикл «ресурсы → материалы → окружающая среда».
Основным направлением развития сплавов являются низколегированные сплавы и сплавы общего назначения, образующие экологически чистую систему материалов, способствующую повторному использованию и переработке материалов. Необходимо исследовать и разрабатывать зеленые материалы и экологически чистые материалы, которые тесно связаны с жизнью людей.
картина
4. Титановый сплав называют «космическим металлом» и «сталью будущего».
Титановые сплавы могут сохранять высокую прочность при высоких и низких температурах, а их коррозионная стойкость не имеет себе равных. В земле много титана (0,6%). Однако процесс экстракции сложен, стоимость высока, а широкое применение ограничено. Титановый сплав станет одним из металлических материалов, которые внесут важный вклад в развитие человечества в 21 веке.
5. Цветные металлы
Ресурсы сталкиваются с серьезной проблемой неустойчивого развития, в основном из-за серьезного ущерба ресурсам, низкой степени использования и тревожных растрат. Интенсивная технология обработки отстала, не хватает высококачественной продукции; инновационные достижения немногочисленны, а степень индустриализации высокотехнологичных достижений невысока. Разработка высокоэффективных конструкционных материалов и их передовых методов обработки является основным направлением, таким как: алюминиево-литиевые сплавы, быстрозатвердевающие алюминиевые сплавы и т. Д. Функциональные материалы из цветных металлов также являются направлением развития.
