1. Det förflutna, nuet och framtiden för metallmaterial
Fas 1 - Råstålproduktion
4300 f.Kr.: Naturligt guld, koppar och smideshantverk
2800 f.Kr.: Järnsmältning
2000 f.Kr.: Bronsvaror, klockspel och vapen välstånd (Shang, Zhou, vår och höst och krigförande stater)
Östra Han-dynastin: upprepad smide av stål → den mest primitiva deformationsvärmebehandlingsprocessen.
Släckningsteknik: "Bad med fem djurs drunkning, släck med fettet från fem djur" (modern vattensläckning, oljesläckning).
Kung Fuchai av Wu och kung Goujian av Yue
Dun och Zun i brons från Shang- och Zhou-dynastierna
Shang Dynasty Bronze Människoansikte med längsgående ögon
En kopia av ringklockan från Leigudun Tomb nr 2
1981 grävdes en uppsättning klockor från de krigande staterna upp från grav nr 2 i Leigudun, Hubeiprovinsen, med korrekt rytm och vacker klang. Dess nummer och skala är näst efter Zeng Hou Yi klockklockor, med ett totalt intervall på mer än 5 oktaver. Den kan stämmas av sig själv, och olika musik sammansatt av femtons-, sextons- och sjutonsskalor kan spelas. Fem personer krävs för att uppträda tillsammans, och alla röster kommer ut unisont, symfoniska och överlappande, vilket är värt att vara det oöverträffade soundet av gammal musik.
bild
Det andra steget - grunden för disciplinen av metalliska material
Lägg grunden för metallmaterialdiscipliner: metallografi, metallografi, fasomvandling och legerat stål, etc.
1803: Dalton föreslår atomteori, Avogadro föreslår molekylär teori.
1830: Hessel föreslog 32 kristalltyper och populariserade kristallindexet.
1891: Forskare från Ryssland, Tyskland, Storbritannien och andra länder etablerade oberoende gitterstrukturteorin.
1864: Sorby förbereder det första metallografiska fotografiet, 9 gånger, men betydelsefullt.
1827: Karsten isolerade Fe3C från stål, och 1888 bevisade Abel att det var Fe3C.
1861: Ochernov föreslog konceptet med den kritiska omvandlingstemperaturen för stål.
I slutet av 1800-talet: Martensitforskning har blivit på modet, Gibbs fick faslagen, Robert-Austen upptäckte austenitens fasta lösningsegenskaper och Roozeboom etablerade jämviktsdiagrammet för Fe-Fe3C-systemet.
bild
Det tredje steget - den stora utvecklingen av mikroorganisationsteorin
Legeringsfasdiagram, uppfinning och tillämpning av röntgen, etablering av dislokationsteori.
1912: Upptäckte röntgenstrålar, bekräftade att (δ)-Fe är bcc, -Fe är fcc; fast lösning lag.
1931: Upptäckten av expansionen och sammandragningen av området för legeringselement.
1934: Ryska Polanyi, ungerska Orowan och brittiska Taylor föreslog oberoende av varandra dislokationsteorin för att förklara den plastiska deformationen av stål; kristallografin av martensitisk transformation.
1938: Elektronmikroskopet uppfinns.
1910: Ett rostfritt stål uppfanns och F rostfritt stål uppfanns 1912.
1990: Uppfann Brinell hårdhetstestare, Griffith föreslog att spänningskoncentration kommer att leda till mikrosprickor.
bild
Fjärde steget - fördjupning av mikroteori
Fördjupad forskning om mikroskopisk teori: forskning om atomär diffusion och dess väsen; stål TTT kurvmätning; bainit- och martensittransformationsteori utgjorde en relativt komplett teori.
Etablering av dislokationsteori: Uppfinningen av elektronmikroskopet föranledde utfällningen av den andra fasen i stål, dislokationsglidningen och upptäckten av ofullständiga dislokationer, staplingsfel, dislokationsväggar, understrukturer, Cottrell-luftmassor, etc., och utvecklade dislokationsteori. fel teori.
Nya vetenskapliga instrument uppfinns ständigt: elektronsond, fältjonemissionsmikroskop och fältelektronemissionsmikroskop, sveptransmissionselektronmikroskop (STEM), sveptunnelmikroskop (STM), atomkraftsmikroskop (AFM), etc.
bild
2. Moderna metallmaterial
Forskning och utveckling av avancerade konstruktionsmaterial är ett evigt tema.
Utveckla högpresterande strukturmaterial: från strävan efter hög hållfasthet, hög temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet och slitstyrka till att minska mekanisk vikt, förbättra prestanda och förlänga livslängden. Ett brett utbud av applikationer från kompositer till strukturella material, såsom aluminiummatriskompositer. Utveckla austenitiska lågtemperaturstål för olika applikationer.
Transformation av traditionella konstruktionsmaterial: Det viktiga sättet är att få finare och mer enhetliga strukturer, renare material och fokusera på hantverk. Den "nya generationens stålmaterial" är dubbelt så stark som befintliga stålmaterial. "9.11"-incidenten i USA avslöjade det dåliga motståndet mot högtemperaturuppmjukning av stålkonstruktioner som används i konstruktion, vilket främjade utvecklingen av höghållfast varmvalsat brandbeständigt och väderbeständigt stål.
Utveckla andra högpresterande stål: använd olika nya processer och nya metoder för att tillverka nya verktygsstål med god seghet och slitstyrka. Ekonomisk legering är en utvecklingsriktning för snabbstål, och utvecklingen av olika ytbehandlingsteknologier för verktygsmaterial är av stor betydelse vid utvecklingen av nya verktygsmaterial.
Avancerad beredningsteknik: såsom metall halvfast bearbetningsteknik, mognad och tillämpning av aluminium-magnesiumlegeringsteknik, den tekniska gränsen för befintligt stål och förstärkning och härdning av stål är riktningarna för ansträngningarna.
bild
3. Hållbar utveckling och trend av metallmaterial
2004 föreslogs "Materialindustri i ett återvinningssamhälle - Hållbar utveckling av materialindustrin".
Mikrobiell metallurgi: avfallsfri produktion, redan industriellt framställd i många länder. Koppar som produceras av mikrobiell metallurgi i USA står för 10 procent av den totala produktionen, och havssprutor odlas på konstgjord väg i Japan för att extrahera vanadin. Havsvatten är ett flytande mineral och mängden legeringsämnen i havsvatten överstiger 10 miljarder ton. Nu kan magnesium, uran och andra grundämnen utvinnas ur havsvatten. Cirka 20 procent av det magnesium som produceras i världen kommer från havsvatten, och USA tillgodoser redan 80 procent av efterfrågan på denna typ av magnesium.
Återvinningsmaterialindustrin: Att anpassa sig till tidens behov, integrera ekologisk och miljömedvetenhet i designen av produkter och produktionsprocesser, förbättra materialutnyttjandet och minska miljöbelastningen i produktionsprocessen och användningen. Utveckla en industri som bildar en god cirkel av "resurser→material→miljö".
Den vanliga riktningen för utveckling av legeringar är låglegerande och generella legeringar, som bildar ett grönt/ekologiskt materialsystem, vilket främjar återvinning och återvinning av material. Det är nödvändigt att forska och utveckla gröna material och miljövänliga material som är nära besläktade med människors liv.
bild
4. Titanlegering kallas "rymdmetall" och "framtida stål"
Titanlegeringar kan bibehålla hög hållfasthet vid höga och låga temperaturer, och deras korrosionsbeständighet är oöverträffad. Titan finns rikligt i jorden (0,6 procent ). Emellertid är extraktionsprocessen komplicerad, kostnaden är hög och den breda tillämpningen är begränsad. Titanlegering kommer att vara ett av de metallmaterial som kommer att ge viktiga bidrag till mänskligheten under 2000-talet.
5. Icke-järnmetaller
Resurser står inför ett allvarligt problem med ohållbar utveckling, främst på grund av allvarliga skador på resurser, låg utnyttjandegrad och alarmerande avfall. Intensiv bearbetningsteknik är bakåtsträvande, avancerade produkter saknas; innovativa prestationer är få, och industrialiseringsgraden av högteknologiska landvinningar är inte hög. Utvecklingen av högpresterande strukturmaterial och deras avancerade processmetoder är huvudströmmen, såsom: aluminium-litiumlegeringar, snabb stelnande aluminiumlegeringar, etc. Icke-järnmetaller funktionella material är också utvecklingsriktningen.
