1. Het verleden, het heden en de toekomst van metalen materialen
Fase 1 - Productie van onbewerkt staal
4300 v.Chr.: Natuurlijk goud, koper en smeedwerk
2800 voor Christus: ijzersmelterij
2000 v.Chr.: Welvaart van bronzen waren, klokkenspel en wapens (Shang, Zhou, Lente en Herfst en Strijdende Staten)
Oostelijke Han-dynastie: herhaald smeden van staal → het meest primitieve warmtebehandelingsproces van vervorming.
Blustechnologie: "Bad met verdrinking van vijf dieren, blussing met het vet van vijf dieren" (moderne waterblussen, olieblussen).
Koning Fuchai van Wu en koning Goujian van Yue
Bronzen Dun- en Zun-platen uit de Shang- en Zhou-dynastieën
Shang-dynastie bronzen menselijk gezicht met longitudinale ogen
Een kopie van de bel uit Leigudun Tomb No. 2
In 1981 werd een set Chime Bells uit de periode van de Strijdende Staten opgegraven uit Tomb No. 2 in Leigudun, provincie Hubei, met een nauwkeurig ritme en een prachtig timbre. Het aantal en de schaal komen op de tweede plaats na de Zeng Hou Yi-klokken, met een totaal bereik van meer dan 5 octaven. Het kan zelf worden gestemd en er kan verschillende muziek worden gespeeld die is samengesteld uit vijftoons-, zestoons- en zeventoonsschalen. Er zijn vijf mensen nodig om samen op te treden, en alle stemmen komen eenstemmig, symfonisch en overlappend uit, wat het ongeëvenaarde geluid van oude muziek waardig is.
afbeelding
De tweede fase - de basis van de discipline van metalen materialen
Leg de basis van disciplines van metaalmaterialen: metallografie, metallografie, fasetransformatie en gelegeerd staal, enz.
1803: Dalton stelt atoomtheorie voor, Avogadro stelt moleculaire theorie voor.
1830: Hessel stelde 32 kristaltypes voor en maakte de kristalindex populair.
1891: Wetenschappers uit Rusland, Duitsland, Groot-Brittannië en andere landen hebben onafhankelijk van elkaar de roosterstructuurtheorie vastgesteld.
1864: Sorby bereidt de eerste metallografische foto voor, 9 keer, maar significant.
1827: Karsten isoleerde Fe3C uit staal en in 1888 bewees Abel dat het Fe3C was.
1861: Ochernov stelde het concept voor van de kritische transformatietemperatuur van staal.
Aan het einde van de 19e eeuw: Martensietonderzoek is in de mode geraakt, Gibbs verkreeg de fasewet, Robert-Austen ontdekte de vaste-oplossingskenmerken van austeniet en Roozeboom stelde het evenwichtsdiagram van het Fe-Fe3C-systeem op.
afbeelding
De derde fase - de grote ontwikkeling van de theorie van micro-organisaties
Legeringsfasediagram, uitvinding en toepassing van röntgenstraling, vaststelling van dislocatietheorie.
1912: ontdekte röntgenstralen, bevestigde dat (δ)-Fe bcc is, -Fe fcc is; solide oplossingswet.
1931: Ontdekking van de uitzetting en samentrekking van het gebied van legeringselementen.
1934: de Rus Polanyi, de Hongaar Orowan en de Britse Taylor stellen onafhankelijk van elkaar de dislocatietheorie voor om de plastische vervorming van staal te verklaren; de kristallografie van martensitische transformatie.
1938: De elektronenmicroscoop wordt uitgevonden.
1910: A roestvrij staal werd uitgevonden en F roestvrij staal werd uitgevonden in 1912.
1990: Griffith vond de Brinell-hardheidsmeter uit en stelde voor dat spanningsconcentratie tot microscheuren zal leiden.
afbeelding
De vierde fase - diepgaande studie van microtheorie
Diepgaand onderzoek naar microscopische theorie: onderzoek naar atomaire diffusie en de essentie ervan; stalen TTT-curvemeting; De bainiet- en martensiettransformatietheorie vormde een relatief complete theorie.
Vaststelling van dislocatietheorie: de uitvinding van de elektronenmicroscoop leidde tot het neerslaan van de tweede fase in staal, de dislocatieslip en de ontdekking van onvolledige dislocaties, stapelfouten, dislocatiewanden, onderconstructies, Cottrell-luchtmassa's, enz., En ontwikkelde de dislocatie theorie. verkeerde theorie.
Er worden voortdurend nieuwe wetenschappelijke instrumenten uitgevonden: elektronensonde, veldionenemissiemicroscoop en veldelektronenemissiemicroscoop, scanning transmissie-elektronenmicroscoop (STEM), scanning tunneling microscope (STM), atomic force microscope (AFM), enz.
afbeelding
2. Moderne metalen materialen
Onderzoek en ontwikkeling van geavanceerde structurele materialen is een eeuwig thema.
Ontwikkel hoogwaardige structurele materialen: van het nastreven van hoge sterkte, hoge temperatuurbestendigheid, corrosieweerstand en slijtvastheid tot het verminderen van mechanisch gewicht, het verbeteren van de prestaties en het verlengen van de levensduur. Een breed scala aan toepassingen, van composieten tot structurele materialen, zoals aluminium matrixcomposieten. Ontwikkel austenitische staalsoorten bij lage temperatuur voor verschillende toepassingen.
Transformatie van traditionele structurele materialen: de belangrijkste manier is om fijnere en meer uniforme structuren, zuiverdere materialen en focus op vakmanschap te hebben. Het "nieuwe generatie staalmateriaal" is twee keer zo sterk als bestaande staalmaterialen. Het "9.11" -incident in de Verenigde Staten legde de slechte weerstand tegen verweking bij hoge temperatuur bloot van staalconstructies die in de bouw worden gebruikt, wat de ontwikkeling van zeer sterk warmgewalst, brandwerend en weerbestendig staal bevorderde.
Andere hoogwaardige staalsoorten ontwikkelen: verschillende nieuwe processen en nieuwe methoden gebruiken om nieuwe gereedschapsstaalsoorten met goede taaiheid en slijtvastheid te vervaardigen. Zuinig legeren is een ontwikkelingsrichting van snelstaal en de ontwikkeling van verschillende oppervlaktebehandelingstechnologieën voor gereedschapsmaterialen is van groot belang bij de ontwikkeling van nieuwe gereedschapsmaterialen.
Geavanceerde voorbereidingstechnologie: zoals metaal halfvaste verwerkingstechnologie, de volwassenheid en toepassing van aluminium-magnesiumlegeringstechnologie, de technische limiet van bestaand staal en het versterken en harden van staal zijn de richtingen van inspanningen.
afbeelding
3. Duurzame ontwikkeling en trend van metalen materialen
In 2004 werd "Materiaalindustrie in een recyclingmaatschappij - duurzame ontwikkeling van de materiaalindustrie" voorgesteld.
Microbiële metallurgie: afvalvrije productie, al in veel landen industrieel geproduceerd. Koper geproduceerd door microbiële metallurgie in de Verenigde Staten is goed voor 10 procent van de totale productie, en zeeschede wordt in Japan kunstmatig gekweekt om vanadium te extraheren. Zeewater is een vloeibaar mineraal en de hoeveelheid legeringselementen in zeewater overschrijdt 10 miljard ton. Nu kunnen magnesium, uranium en andere elementen uit zeewater worden gewonnen. Ongeveer 20 procent van het magnesium dat in de wereld wordt geproduceerd, is afkomstig uit zeewater en de Verenigde Staten voorzien al in 80 procent van de vraag naar dit soort magnesium.
Recyclingmateriaalindustrie: aanpassen aan de behoeften van de tijd, ecologisch en milieubewustzijn integreren in het ontwerp van producten en productieprocessen, de bezettingsgraad van materialen verbeteren en de milieubelasting tijdens het productie- en gebruiksproces verminderen. Ontwikkel een industrie die een deugdzame cyclus vormt van "resources→materials→environment".
De algemene richting van de ontwikkeling van legeringen is laaggelegeerde legeringen en legeringen voor algemeen gebruik, die een groen/ecologisch materiaalsysteem vormen dat bevorderlijk is voor het recyclen en recyclen van materialen. Het is noodzakelijk om groene materialen en milieuvriendelijke materialen te onderzoeken en te ontwikkelen die nauw verband houden met het leven van mensen.
afbeelding
4. Titaniumlegering wordt "ruimtemetaal" en "toekomstig staal" genoemd
Titaniumlegeringen kunnen een hoge sterkte behouden bij hoge en lage temperaturen en hun corrosieweerstand is ongeëvenaard. Titanium is overvloedig aanwezig op aarde (0,6 procent). Het extractieproces is echter gecompliceerd, de kosten zijn hoog en de brede toepassing is beperkt. Titaniumlegeringen zullen een van de metaalmaterialen zijn die in de 21e eeuw een belangrijke bijdrage zullen leveren aan de mensheid.
5. Non-ferrometalen
Hulpbronnen worden geconfronteerd met een ernstig probleem van niet-duurzame ontwikkeling, voornamelijk als gevolg van ernstige schade aan hulpbronnen, lage bezettingsgraad en alarmerende verspilling. Intensieve verwerkingstechnologie is achterhaald, hoogwaardige producten ontbreken; er zijn weinig innovatieve prestaties en de industrialisatiegraad van hightechprestaties is niet hoog. De ontwikkeling van hoogwaardige structurele materialen en hun geavanceerde procesmethoden is de mainstream, zoals: aluminium-lithiumlegeringen, aluminiumlegeringen met snelle stolling, enz. Functionele non-ferrometalen materialen zijn ook de ontwikkelingsrichting.
