1. Metāla materiālu pagātne, tagadne un nākotne
Neapstrādāta tērauda ražošana 1 -
4300. gads pirms mūsu ēras: dabīgā zelta, vara un kalšanas amatniecība
2800 BC: Dzelzs kausēšana
2000. gads pirms mūsu ēras: bronzas izstrādājumu, zvanu un ieroču labklājība (Shang, Zhou, Pavasaris un rudens un karojošās valstis)
Austrumu Hanu dinastija: atkārtota tērauda kalšana → primitīvākais deformācijas termiskās apstrādes process.
Dzēšanas tehnoloģija: "Vanna ar piecu dzīvnieku noslīcināšanu, veldzēšana ar piecu dzīvnieku taukiem" (mūsdienu ūdens dzēšana, eļļas dzēšana).
Vu karalis Fučajs un Jue karalis Goudzjans
Bronzas Dun un Zun plāksnes no Shang un Zhou dinastijām
Shang dinastijas bronzas cilvēka seja ar gareniskām acīm
Zvana zvana kopija no Leigudunas kapa Nr.2
1981. gadā no 2. kapa Leigudūnā, Hubei provincē, ar precīzu ritmu un skaistu tembru tika izrakts karojošo valstu perioda zvanu zvanu komplekts. To skaits un mērogs ir otrais pēc Zeng Hou Yi zvana zvaniem, kuru kopējais diapazons ir vairāk nekā 5 oktāvas. To var noskaņot pats, un var atskaņot dažādu mūziku, kas veidota no piecu toņu, sešu toņu un septiņu toņu skalām. Ir nepieciešami pieci cilvēki, lai uzstātos kopā, un visas balsis izskan unisonā, simfoniski un pārklājas, kas ir cienīgs būt par senās mūzikas nepārspējamu skanējumu.
bilde
Otrais posms - metālisko materiālu disciplīnas pamats
Likt pamatus metāla materiālu disciplīnām: metalogrāfija, metalogrāfija, fāzu transformācija un leģētais tērauds utt.
1803: Daltons ierosina atomu teoriju, Avogadro ierosina molekulāro teoriju.
1830: Hesels ierosināja 32 kristālu tipus un popularizēja kristāla indeksu.
1891. gads: Krievijas, Vācijas, Lielbritānijas un citu valstu zinātnieki neatkarīgi izveido režģa struktūras teoriju.
1864: Sorbijs sagatavo pirmo metalogrāfisko fotogrāfiju, 9 reizes, bet nozīmīgs.
1827: Karstens izolēja Fe3C no tērauda, un 1888. gadā Ābels pierādīja, ka tas ir Fe3C.
1861: Očernovs ierosināja tērauda kritiskās transformācijas temperatūras koncepciju.
19. gadsimta beigās: Martensīta pētījumi ir kļuvuši modē, Gibs ieguva fāzes likumu, Roberts Ostins atklāja austenīta cietā šķīduma īpašības, un Rūzboms izveidoja Fe-Fe3C sistēmas līdzsvara diagrammu.
bilde
Trešais posms - mikroorganizāciju teorijas lielā attīstība
Sakausējuma fāzes diagramma, rentgena izgudrojums un pielietojums, dislokācijas teorijas izveidošana.
1912: atklāja rentgena starus, apstiprināja, ka (δ)-Fe ir bcc, -Fe ir fcc; stingra risinājuma likums.
1931. gads: leģējošo elementu apgabala paplašināšanās un saraušanās atklāšana.
1934: krievs Polanyi, ungārs Orowan un brits Teilors neatkarīgi ierosināja dislokācijas teoriju, lai izskaidrotu tērauda plastisko deformāciju; martensīta transformācijas kristalogrāfija.
1938. gads: tiek izgudrots elektronu mikroskops.
1910. gads: tika izgudrots nerūsējošais tērauds, un 1912. gadā tika izgudrots F nerūsējošais tērauds.
1990. gads: Izgudroja Brinela cietības testeri, Grifits ierosināja, ka stresa koncentrācija izraisīs mikroplaisas.
bilde
Ceturtais posms - padziļināta mikro teorijas apguve
Mikroskopiskās teorijas padziļināta izpēte: atomu difūzijas un tās būtības pētījumi; tērauda TTT līknes mērīšana; beinīta un martensīta transformācijas teorija veidoja samērā pilnīgu teoriju.
Dislokācijas teorijas izveidošana: elektronu mikroskopa izgudrojums izraisīja tērauda otrās fāzes nogulsnēšanos, dislokācijas slīdēšanu un nepilnīgu dislokāciju, sakraušanas defektu, dislokācijas sienu, apakškonstrukciju, Kotrela gaisa masu utt. atklāšanu, kā arī attīstīja dislokācijas teorija. nepareiza teorija.
Pastāvīgi tiek izgudroti jauni zinātniskie instrumenti: elektronu zonde, lauka jonu emisijas mikroskops un lauka elektronu emisijas mikroskops, skenējošs transmisijas elektronu mikroskops (STEM), skenējošais tunelēšanas mikroskops (STM), atomu spēka mikroskops (AFM) utt.
bilde
2. Mūsdienīgi metāla materiāli
Modernu strukturālo materiālu izpēte un izstrāde ir mūžīga tēma.
Izstrādājiet augstas veiktspējas konstrukcijas materiālus: sākot no augstas stiprības, augstas temperatūras izturības, korozijas izturības un nodilumizturības sasniegšanas līdz mehāniskā svara samazināšanai, veiktspējas uzlabošanai un kalpošanas laika pagarināšanai. Plašs pielietojumu klāsts no kompozītmateriāliem līdz strukturāliem materiāliem, piemēram, alumīnija matricas kompozītmateriāliem. Izstrādāt zemas temperatūras austenīta tēraudus dažādiem lietojumiem.
Tradicionālo konstrukciju materiālu pārveidošana: Svarīgākais veids ir iegūt smalkākas un vienveidīgākas struktūras, tīrākus materiālus un koncentrēties uz meistarību. "Jaunās paaudzes tērauda materiāls" ir divreiz izturīgāks par esošajiem tērauda materiāliem. "9.11" incidents Amerikas Savienotajās Valstīs atklāja celtniecībā izmantoto tērauda konstrukciju slikto izturību pret mīkstināšanu augstā temperatūrā, kas veicināja augstas stiprības karsti velmēta ugunsdroša un pret laikapstākļiem izturīga tērauda izstrādi.
Izstrādājiet citus augstas veiktspējas tēraudus: izmantojiet dažādus jaunus procesus un jaunas metodes, lai ražotu jaunu instrumentu tēraudu ar labu stingrību un nodilumizturību. Ekonomiskā leģēšana ir ātrgriezēja tērauda attīstības virziens, un jaunu instrumentu materiālu izstrādē liela nozīme ir dažādu virsmu apstrādes tehnoloģiju attīstībai instrumentu materiāliem.
Uzlabota sagatavošanas tehnoloģija: piemēram, metāla puscieto materiālu apstrādes tehnoloģija, alumīnija-magnija sakausējuma tehnoloģijas briedums un pielietojums, esošā tērauda tehniskās robežas un tērauda stiprināšana un rūdīšana ir centienu virzieni.
bilde
3. Metāla materiālu ilgtspējīga attīstība un tendence
2004. gadā tika ierosināts "Materiālu rūpniecība otrreizējās pārstrādes sabiedrībā - ilgtspējīga materiālu rūpniecības attīstība".
Mikrobu metalurģija: ražošana bez atkritumiem, ko jau rūpnieciski ražo daudzās valstīs. Amerikas Savienotajās Valstīs mikrobu metalurģijā ražotais varš veido 10 procentus no kopējās produkcijas, un Japānā mākslīgi kultivē jūras šļakatas, lai iegūtu vanādiju. Jūras ūdens ir šķidrs minerāls, un leģējošu elementu daudzums jūras ūdenī pārsniedz 10 miljardus tonnu. Tagad magniju, urānu un citus elementus var iegūt no jūras ūdens. Aptuveni 20 procenti no pasaulē saražotā magnija nāk no jūras ūdens, un Amerikas Savienotās Valstis jau apmierina 80 procentus no šāda veida magnija pieprasījuma.
Materiālu pārstrādes nozare: pielāgoties laikmeta vajadzībām, integrēt ekoloģisko un vides apziņu produktu un ražošanas procesu izstrādē, uzlabot materiālu izmantošanas līmeni un samazināt vides slogu ražošanas un lietošanas procesā. Attīstīt nozari, kas veido labvēlīgu ciklu “resursi→materiāli→vide”.
Galvenais sakausējumu izstrādes virziens ir mazleģēti un vispārējas nozīmes sakausējumi, veidojot zaļo/ekoloģisku materiālu sistēmu, kas veicina materiālu pārstrādi un pārstrādi. Nepieciešams pētīt un attīstīt zaļos materiālus un videi draudzīgus materiālus, kas ir cieši saistīti ar cilvēku dzīvi.
bilde
4. Titāna sakausējumu sauc par "kosmosa metālu" un "nākotnes tēraudu".
Titāna sakausējumi var uzturēt augstu izturību augstā un zemā temperatūrā, un to izturība pret koroziju ir nepārspējama. Titāna zemē ir daudz (0,6 procenti). Tomēr ieguves process ir sarežģīts, izmaksas ir augstas, un plašais pielietojums ir ierobežots. Titāna sakausējums būs viens no metāla materiāliem, kas dos nozīmīgu ieguldījumu cilvēcei 21. gadsimtā.
5. Krāsainie metāli
Resursi saskaras ar nopietnu neilgtspējīgas attīstības problēmu, ko galvenokārt izraisa nopietns kaitējums resursiem, zems izmantošanas līmenis un satraucoši atkritumi. Intensīvās apstrādes tehnoloģija ir atpalikusi, trūkst augstas klases produktu; inovatīvu sasniegumu ir maz, un augsto tehnoloģiju sasniegumu industrializācijas pakāpe nav augsta. Augstas veiktspējas strukturālo materiālu un to progresīvo procesu metožu izstrāde ir galvenā virziens, piemēram: alumīnija-litija sakausējumi, ātras sacietēšanas alumīnija sakausējumi utt. Attīstības virziens ir arī krāsaino metālu funkcionālie materiāli.
