1. Minulost, současnost a budoucnost kovových materiálů
Fáze 1 - Výroba surové oceli
4300 př. n. l.: Přírodní zlato, měď a kovářská řemesla
2800 př. n. l.: Tavení železa
2000 př. n. l.: Prosperita bronzového zboží, zvonkohry a zbraní (Shang, Zhou, jaro a podzim a válčící státy)
Dynastie východní Han: opakované kování oceli → nejprimitivnější deformační proces tepelného zpracování.
Technologie hašení: "Koupel s utopením pěti zvířat, uhasit tukem pěti zvířat" (moderní hašení vodou, hašení olejem).
Král Fuchai z Wu a král Goujian z Yue
Bronzové talíře Dun a Zun z dynastií Shang a Zhou
Bronzová lidská tvář dynastie Shang s podélnýma očima
Kopie zvonku z hrobky Leigudun č. 2
V roce 1981 byla z hrobky č. 2 v Leigudun v provincii Hubei odkryta sada zvonků z období válčících států s přesným rytmem a krásným zabarvením. Jeho počet a rozsah jsou na druhém místě za zvonkohrami Zeng Hou Yi s celkovým rozsahem více než 5 oktáv. Lze jej ladit sám a lze přehrávat různou hudbu složenou z pětitónových, šestitónových a sedmitónových stupnic. Ke společnému vystoupení je zapotřebí pět lidí a všechny hlasy vycházejí v unisonu, symfonicky a překrývají se, což si zaslouží být jedinečným zvukem starověké hudby.
obrázek
Druhá etapa - základy disciplíny kovových materiálů
Položit základy oborů kovových materiálů: metalografie, metalografie, fázové přeměny a legované oceli atd.
1803: Dalton navrhuje atomovou teorii, Avogadro navrhuje molekulární teorii.
1830: Hessel navrhl 32 typů krystalů a popularizoval krystalový index.
1891: Vědci z Ruska, Německa, Británie a dalších zemí nezávisle založili teorii mřížkové struktury.
1864: Sorby připravuje první metalografickou fotografii, devětkrát, ale významnou.
1827: Karsten izoloval Fe3C z oceli a v roce 1888 Abel dokázal, že to byl Fe3C.
1861: Ochernov navrhl koncepci kritické transformační teploty oceli.
Na konci 19. století: Výzkum martenzitu se stal módou, Gibbs získal fázový zákon, Robert-Austen objevil charakteristiky tuhého roztoku austenitu a Roozeboom stanovil rovnovážný diagram systému Fe-Fe3C.
obrázek
Třetí etapa - velký rozvoj teorie mikroorganizací
Fázový diagram slitiny, vynález a aplikace rentgenového záření, stanovení dislokační teorie.
1912: Objeveno rentgenové záření, potvrdilo, že (δ)-Fe je bcc, -Fe je fcc; zákon pevných roztoků.
1931: Objev expanze a smrštění oblasti legujících prvků.
1934: Rus Polanyi, Maďar Orowan a Brit Taylor nezávisle navrhli dislokační teorii k vysvětlení plastické deformace oceli; krystalografie martenzitické transformace.
1938: Je vynalezen elektronový mikroskop.
1910: Byla vynalezena nerezová ocel a v roce 1912 byla vynalezena nerezová ocel F.
1990: Vynalezl Brinellův tvrdoměr, Griffith navrhl, že koncentrace napětí povede k mikrotrhlinám.
obrázek
Čtvrtá etapa - hloubkové studium mikroteorie
Hloubkový výzkum mikroskopické teorie: výzkum atomové difúze a její podstaty; měření ocelové křivky TTT; teorie transformace bainitu a martenzitu tvořily relativně úplnou teorii.
Zavedení teorie dislokací: Vynález elektronového mikroskopu podnítil precipitaci druhé fáze v oceli, dislokační skluz a objev neúplných dislokací, vrstvení, dislokačních stěn, substruktur, Cottrellových vzduchových hmot atd. teorie dislokace. špatná teorie.
Neustále se vynalézají nové vědecké přístroje: elektronová sonda, polní iontový emisní mikroskop a polní elektronový emisní mikroskop, rastrovací transmisní elektronový mikroskop (STEM), rastrovací tunelový mikroskop (STM), mikroskop atomové síly (AFM) atd.
obrázek
2. Moderní kovové materiály
Výzkum a vývoj pokročilých konstrukčních materiálů je věčné téma.
Vyvíjejte vysoce výkonné konstrukční materiály: od snahy o vysokou pevnost, odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost proti korozi a opotřebení až po snížení mechanické hmotnosti, zlepšení výkonu a prodloužení životnosti. Široká škála aplikací od kompozitů po konstrukční materiály, jako jsou kompozity s hliníkovou matricí. Vyvíjet nízkoteplotní austenitické oceli pro různé aplikace.
Transformace tradičních konstrukčních materiálů: Důležitým způsobem je mít jemnější a jednotnější struktury, čistší materiály a zaměřit se na řemeslo. „Ocelový materiál nové generace“ je dvakrát pevnější než stávající ocelové materiály. Incident „9.11“ ve Spojených státech odhalil špatnou odolnost ocelových konstrukcí používaných ve stavebnictví vůči vysokoteplotnímu měknutí, což podpořilo vývoj vysoce pevné za tepla válcované ohnivzdorné oceli a oceli odolné vůči povětrnostním vlivům.
Vyvíjet další vysoce výkonné oceli: používat různé nové procesy a nové metody k výrobě nových nástrojových ocelí s dobrou houževnatostí a odolností proti opotřebení. Ekonomické legování je směr vývoje rychlořezné oceli a vývoj různých technologií povrchové úpravy nástrojových materiálů má velký význam při vývoji nových nástrojových materiálů.
Pokročilá technologie přípravy: jako je technologie zpracování polotuhých kovů, vyspělost a aplikace technologie slitin hliníku a hořčíku, technické limity stávající oceli a zpevnění a zpevnění oceli jsou směry úsilí.
obrázek
3. Udržitelný rozvoj a trend kovových materiálů
V roce 2004 byl navržen „Materiálový průmysl v recyklační společnosti – udržitelný rozvoj materiálového průmyslu“.
Mikrobiální metalurgie: bezodpadová výroba, v mnoha zemích již průmyslově vyráběná. Měď produkovaná mikrobiální metalurgií ve Spojených státech tvoří 10 procent celkové produkce a mořské stříkačky se v Japonsku uměle pěstují k extrakci vanadu. Mořská voda je tekutý minerál a množství legujících prvků obsažených v mořské vodě přesahuje 10 miliard tun. Nyní lze z mořské vody extrahovat hořčík, uran a další prvky. Asi 20 procent hořčíku vyrobeného na světě pochází z mořské vody a Spojené státy již uspokojují 80 procent poptávky po tomto druhu hořčíku.
Průmysl recyklace materiálů: Přizpůsobit se potřebám doby, integrovat ekologické a ekologické povědomí do designu produktů a výrobních procesů, zlepšit míru využití materiálů a snížit zátěž životního prostředí v procesu výroby a použití. Rozvinout průmysl, který tvoří ctnostný cyklus "zdroje→materiály→životní prostředí".
Hlavním směrem vývoje slitin jsou nízkolegované a univerzální slitiny, které tvoří ekologický/ekologický materiálový systém, který přispívá k recyklaci a recyklaci materiálů. Je nutné zkoumat a vyvíjet zelené materiály a materiály šetrné k životnímu prostředí, které úzce souvisejí s životy lidí.
obrázek
4. Titanová slitina se nazývá „vesmírný kov“ a „budoucí ocel“
Titanové slitiny si dokážou udržet vysokou pevnost při vysokých i nízkých teplotách a jejich odolnost proti korozi je bezkonkurenční. Titan je na Zemi hojný (0,6 procenta). Proces extrakce je však komplikovaný, náklady jsou vysoké a široké použití je omezené. Titanová slitina bude jedním z kovových materiálů, které budou významným přínosem pro lidstvo v 21. století.
5. Neželezné kovy
Zdroje čelí vážnému problému neudržitelného rozvoje, zejména kvůli vážnému poškození zdrojů, nízké míře využití a alarmujícímu plýtvání. Technologie intenzivního zpracování je zaostalá, chybí špičkové produkty; inovativních úspěchů je málo a stupeň industrializace high-tech úspěchů není vysoký. Hlavním proudem je vývoj vysoce výkonných konstrukčních materiálů a jejich pokročilých procesních metod, jako jsou: slitiny hliníku a lithia, rychle tuhnoucí hliníkové slitiny atd. Směrem vývoje jsou také funkční materiály z neželezných kovů.
