Stručná historie vývoje kovových materiálů
1. Minulost, současnost a budoucnost kovových materiálů
Fáze 1 – Výroba surové oceli
4300 př. n. l.: Přírodní zlato, měď a kování a další řemesla
2800 př. n. l.: Tavení železa
2000 př. n. l.: Prosperita bronzů, zvonkohry a zbraní (Shang, Zhou, jaro a podzim a válčící státy)
Dynastie východní Han: Opakované kování oceli → nejprimitivnější deformační proces tepelného zpracování
Technologie kalení: „koupel s tonoucími se pěti zvířaty, kalení s tukem pěti zvířat“ (moderní hašení vodou, hašení olejem)
Kopí krále Wu Fuchai a meč krále Yue Goujiana
Bronzový Dunhe Zunpan z dynastií Shang a Zhou
Bronzová postava lidské tváře dynastie Shang
Replika zvonkohry 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 Houyi s celkovým rozsahem více než pět oktáv. Může být modulován sám, aby mohl hrát různou hudbu složenou z pěti, šesti a sedmi tónových stupnic. Vyžaduje to spolupráci pěti lidí, přičemž všechny hlasy zpívají unisono a symfonie se opakuje. Stojí za to být mistrovským dílem starověké hudby.
Druhá etapa - základy disciplíny kovových materiálů
Položte základy pro obory kovových materiálů: metalurgie, metalografie, fázové změny a legovaná ocel atd.
1803: Dalton navrhl atomovou teorii a Avogadro navrhl molekulární teorii.
1830: Hessel navrhl 32 typů krystalů a popularizoval krystalový index.
1891: Vědci z Ruska, Německa, Británie a dalších zemí nezávisle vytvořili teorii mřížkové struktury.
1864: Sorby připravil 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 koncept kritické teploty přechodu oceli.
Konec 19. století: Výzkum martenzitu se stal módou, Gibbs získal fázový zákon, Robert-Austen objevil vlastnosti pevného roztoku austenitu a Roozeboom stanovil rovnovážný diagram systému Fe-Fe3C.
Třetí etapa - velký rozvoj mikroorganizační teorie
Fázový diagram slitiny, vynález a aplikace rentgenového záření, stanovení dislokační teorie.
1912: Byly objeveny rentgenové paprsky potvrzující, že (δ)-Fe je bcc a -Fe je fcc; zákon pevných roztoků.
1931: Objevil roli legujících prvků při rozšiřování a smršťování zóny.
1934: Rus Polanyi, Maďar Orowan a Brit Taylor každý nezávisle navrhli dislokační teorii k vysvětlení plastické deformace oceli; krystalografie martenzitické transformace.
1938: Je vynalezen elektronový mikroskop.
1910: Byla vynalezena nerezová ocel, v roce 1912 byla vynalezena nerezová ocel F atd.
1990: Vynález tvrdoměru podle Brinella Griffith navrhl, že koncentrace napětí může vést k mikrotrhlinám.
Čtvrtá fáze - hloubkový výzkum mikro teorie
Hloubkové studium mikroskopické teorie: výzkum atomové difúze a její podstaty; stanovení křivky TTT oceli; teorie transformace bainitu a martenzitu tvořily relativně úplnou teorii.
Založení teorie dislokací: Vynález elektronového mikroskopu vedl k pozorování precipitace druhé fáze v oceli a klouzání dislokací, k objevu neúplných dislokací, vrstvení, dislokačních stěn, substruktur, Cottrellových vzduchových hmot a dalších jevů. a vývoj dislokační teorie. Špatná teorie.
Neustále se vynalézají nové vědecké přístroje: elektronové sondy, iontové a polní elektronové emisní mikroskopy, rastrovací transmisní elektronové mikroskopy (STEM), rastrovací tunelové mikroskopy (STM), mikroskopy atomárních sil (AFM) atd.
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. Vyvinout nízkoteplotní austenitickou ocel pro různé série použití.
Transformace tradičních konstrukčních materiálů: Důležitými způsoby je učinit strukturu jemnější a jednotnější, materiály být čistší a věnovat pozornost řemeslnému zpracování. "Ocelové materiály nové generace" jsou 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 vysokopevnostní za tepla válcované ohnivzdorné oceli a oceli odolné vůči povětrnostním vlivům.
Vyvíjejte další vysoce výkonné oceli: Použijte různé nové procesy a nové metody k vytvoření 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 kovů v polotuhém stavu, vyspělost a aplikace technologie slitin hliníku a hořčíku, technické limity stávající oceli a zpevnění a zpevnění oceli jsou směrem úsilí.
3. Udržitelný rozvoj a trendy kovových materiálů
V roce 2004 byl navržen „Materiálový průmysl v kruhové společnosti – udržitelný rozvoj materiálového průmyslu“.
Mikrobiální metalurgie: bezodpadová výroba, již praktikovaná v průmyslovém měřítku v mnoha zemích. Spojené státy používají k výrobě mědi mikrobiální metalurgické metody, které představují 10 % celkové produkce, a Japonsko uměle pěstuje ascidiany k extrakci vanadu. Mořská voda je druh tekutého minerálu a množství legujících prvků obsažených v mořské vodě přesahuje 10 miliard tun. Prvky jako hořčík a uran lze nyní extrahovat z mořské vody. Asi 20 % hořčíku vyrobeného na světě pochází z mořské vody. Spojené státy již uspokojují 80 % své poptávky tímto hořčíkem.
Průmysl recyklace materiálů: Přizpůsobení se potřebám doby, integrace ekologického a ekologického povědomí do designu produktů a výrobních procesů, zlepšení využití materiálů a snížení zátěže životního prostředí při výrobě a používání. Rozvíjet průmysl, který tvoří ctnostný cyklus „zdroje → materiály → životní prostředí“.
Hlavním směrem vývoje slitin je méně legování a slitiny pro všeobecné použití za účelem vytvoření ekologického/ekologického materiálového systému, který přispívá k obnově a opětovnému použití materiálů. Je nutné zkoumat a vyvíjet zelené materiály a materiály šetrné k životnímu prostředí, které úzce souvisejí s životy lidí.
4. Titanová slitina se nazývá „vesmírný kov“ a „budoucí ocel“
Titanové slitiny si zachovávají vysokou pevnost při vysokých i nízkých teplotách a jejich odolnost proti korozi je bezkonkurenční. Titan je na Zemi hojný (0,6 %). Proces rafinace je však složitý a nákladný a jeho 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 vážným problémům neudržitelného rozvoje, zejména kvůli vážnému poškození zdrojů, nízké míře využití a závratnému plýtvání. Technologie hlubokého zpracování je zaostalá a chybí špičkové produkty; inovativních úspěchů je málo a stupeň industrializace špičkových technologií není vysoký. Hlavním proudem je vývoj vysoce výkonných konstrukčních materiálů a jejich pokročilých metod zpracování, jako jsou slitiny hliníku a lithia, rychle tuhnoucí hliníkové slitiny atd. Směrem vývoje jsou také funkční materiály z neželezných kovů.
