1. Minulosť, súčasnosť a budúcnosť kovových materiálov
Fáza 1 - Výroba surovej ocele
4300 pred Kristom: Prírodné zlato, meď a kováčske remeslá
2800 pred Kristom: Tavenie železa
2000 pred Kristom: Prosperita bronzového tovaru, zvonkohry a zbraní (Shang, Zhou, jar a jeseň a bojujúce štáty)
Východná dynastia Han: opakované kovanie ocele → najprimitívnejšie deformačné tepelné spracovanie.
Technológia kalenia: "Kúpeľ s utopením piatich zvierat, hasenie tukom piatich zvierat" (moderné hasenie vodou, hasenie oleja).
Kráľ Fuchai z Wu a kráľ Goujian z Yue
Bronzové taniere Dun a Zun z dynastií Shang a Zhou
Bronzová ľudská tvár dynastie Shang s pozdĺžnymi očami
Kópia zvončeka z hrobky Leigudun č. 2
V roku 1981 bola z hrobky č. 2 v Leigudun, provincia Hubei, odkrytá súprava zvončekov z obdobia bojujúcich štátov s presným rytmom a krásnym zafarbením. Jeho počet a mierka sú na druhom mieste za zvončekmi Zeng Hou Yi s celkovým rozsahom viac ako 5 oktáv. Dá sa ladiť sama a možno prehrávať rôznu hudbu zloženú z päťtónových, šesťtónových a sedemtónových stupníc. Na spoločné vystúpenie je potrebných päť ľudí a všetky hlasy vychádzajú jednotne, symfonicky a prekrývajú sa, čo si zaslúži jedinečný zvuk starovekej hudby.
obrázok
Druhá etapa - základ disciplíny kovových materiálov
Položiť základy disciplín kovových materiálov: metalografia, metalografia, fázová transformácia a legovaná oceľ atď.
1803: Dalton navrhuje atómovú teóriu, Avogadro navrhuje molekulárnu teóriu.
1830: Hessel navrhol 32 typov kryštálov a spopularizoval kryštálový index.
1891: Vedci z Ruska, Nemecka, Británie a ďalších krajín nezávisle založili teóriu mriežkovej štruktúry.
1864: Sorby pripravuje prvú metalografickú fotografiu, 9-krát, ale významnú.
1827: Karsten izoloval Fe3C z ocele av roku 1888 Abel dokázal, že to bol Fe3C.
1861: Ochernov navrhol koncepciu kritickej transformačnej teploty ocele.
Na konci 19. storočia: Výskum martenzitu sa stal módou, Gibbs získal fázový zákon, Robert-Austen objavil charakteristiky tuhého roztoku austenitu a Roozeboom vytvoril rovnovážny diagram systému Fe-Fe3C.
obrázok
Tretia etapa - veľký rozvoj teórie mikroorganizácií
Fázový diagram zliatiny, vynález a aplikácia röntgenového žiarenia, stanovenie teórie dislokácie.
1912: Objavili röntgenové lúče, potvrdili, že (δ)-Fe je bcc, -Fe je fcc; zákon tuhého roztoku.
1931: Objav expanzie a kontrakcie oblasti legujúcich prvkov.
1934: Rus Polanyi, Maďar Orowan a Brit Taylor nezávisle navrhli teóriu dislokácie na vysvetlenie plastickej deformácie ocele; kryštalografia martenzitickej transformácie.
1938: Bol vynájdený elektrónový mikroskop.
1910: Bola vynájdená nehrdzavejúca oceľ a v roku 1912 bola vynájdená nehrdzavejúca oceľ F.
1990: Vynašiel Brinell tvrdomer, Griffith navrhol, že koncentrácia napätia povedie k mikrotrhlinám.
obrázok
Štvrtá etapa - hĺbkové štúdium mikroteórie
Hĺbkový výskum mikroskopickej teórie: výskum atómovej difúzie a jej podstaty; meranie oceľovej krivky TTT; teória transformácie bainitu a martenzitu tvorili relatívne kompletnú teóriu.
Zavedenie teórie dislokácií: Vynález elektrónového mikroskopu podnietil precipitáciu druhej fázy v oceli, dislokačný sklz a objav neúplných dislokácií, skladovacích porúch, dislokačných stien, subštruktúr, Cottrellových vzdušných hmôt atď., a vyvinul tzv. teória dislokácie. nesprávna teória.
Neustále sa vymýšľajú nové vedecké prístroje: elektrónová sonda, poľný iónový emisný mikroskop a poľný elektrónový emisný mikroskop, skenovací transmisný elektrónový mikroskop (STEM), skenovací tunelový mikroskop (STM), mikroskop s atómovou silou (AFM) atď.
obrázok
2. Moderné kovové materiály
Výskum a vývoj pokročilých konštrukčných materiálov je večná téma.
Vyvíjajte vysokovýkonné konštrukčné materiály: od snahy o vysokú pevnosť, odolnosť voči vysokým teplotám, korózii a opotrebeniu až po zníženie mechanickej hmotnosti, zlepšenie výkonu a predĺženie životnosti. Široká škála aplikácií od kompozitov po konštrukčné materiály, ako sú kompozity s hliníkovou matricou. Vyvíjajte nízkoteplotné austenitické ocele pre rôzne aplikácie.
Transformácia tradičných konštrukčných materiálov: Dôležitým spôsobom je mať jemnejšie a jednotnejšie štruktúry, čistejšie materiály a zamerať sa na remeselnú zručnosť. "Oceľový materiál novej generácie" je dvakrát pevnejší ako existujúce oceľové materiály. Incident "9.11" v Spojených štátoch odhalil slabú odolnosť oceľových konštrukcií používaných v stavebníctve voči mäknutiu pri vysokej teplote, čo podporilo vývoj vysoko pevnej za tepla valcovanej ohňovzdornej ocele a ocele odolnej voči poveternostným vplyvom.
Vyvíjajte ďalšie vysokovýkonné ocele: používajte rôzne nové procesy a nové metódy na výrobu nových nástrojových ocelí s dobrou húževnatosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu. Ekonomické legovanie je smer vývoja rýchloreznej ocele a vývoj rôznych technológií povrchovej úpravy nástrojových materiálov má veľký význam pri vývoji nových nástrojových materiálov.
Pokročilá technológia prípravy: ako je technológia spracovania kovov v polotuhom stave, zrelosť a aplikácia technológie zliatiny hliníka a horčíka, technické limity existujúcej ocele a spevnenie a tvrdenie ocele sú smermi úsilia.
obrázok
3. Trvalo udržateľný rozvoj a trend kovových materiálov
V roku 2004 bol navrhnutý „Materiálový priemysel v recyklačnej spoločnosti – trvalo udržateľný rozvoj materiálového priemyslu“.
Mikrobiálna metalurgia: bezodpadová výroba, v mnohých krajinách sa už priemyselne vyrába. Meď produkovaná mikrobiálnou metalurgiou v Spojených štátoch predstavuje 10 percent celkovej produkcie a morské striekačky sa v Japonsku umelo pestujú na extrakciu vanádu. Morská voda je tekutý minerál a množstvo legujúcich prvkov obsiahnutých v morskej vode presahuje 10 miliárd ton. Teraz je možné z morskej vody extrahovať horčík, urán a ďalšie prvky. Asi 20 percent horčíka vyprodukovaného na svete pochádza z morskej vody a Spojené štáty už uspokojujú 80 percent dopytu po tomto druhu horčíka.
Priemysel recyklácie materiálov: Prispôsobiť sa potrebám doby, integrovať ekologické a environmentálne uvedomenie do dizajnu produktov a výrobných procesov, zlepšiť mieru využitia materiálov a znížiť environmentálnu záťaž v procese výroby a používania. Rozvinúť priemysel, ktorý tvorí účinný cyklus „zdroje→materiály→životné prostredie“.
Hlavným smerom vývoja zliatin sú nízkolegované a univerzálne zliatiny, ktoré tvoria ekologický/ekologický materiálový systém, ktorý prispieva k recyklácii a recyklácii materiálov. Je potrebné skúmať a vyvíjať zelené materiály a materiály šetrné k životnému prostrediu, ktoré úzko súvisia so životom ľudí.
obrázok
4. Zliatina titánu sa nazýva „vesmírny kov“ a „budúca oceľ“
Zliatiny titánu si dokážu udržať vysokú pevnosť pri vysokých a nízkych teplotách a ich odolnosť proti korózii je bezkonkurenčná. Titán je na Zemi hojný (0,6 percent ). Proces extrakcie je však komplikovaný, náklady sú vysoké a široké uplatnenie je obmedzené. Titánová zliatina bude jedným z kovových materiálov, ktoré budú významným prínosom pre ľudstvo v 21. storočí.
5. Neželezné kovy
Zdroje čelia vážnemu problému neudržateľného rozvoja, najmä v dôsledku vážneho poškodenia zdrojov, nízkej miery využitia a alarmujúceho plytvania. Intenzívna technológia spracovania je zaostalá, chýbajú špičkové produkty; inovatívnych úspechov je málo a stupeň industrializácie high-tech úspechov nie je vysoký. Hlavným prúdom je vývoj vysokovýkonných konštrukčných materiálov a ich pokročilých metód spracovania, ako sú: zliatiny hliníka a lítia, rýchlo tuhnúce hliníkové zliatiny atď. Smerom vývoja sú aj funkčné materiály z neželezných kovov.
