1. Metalmaterialers fortid, nutid og fremtid
Fase 1 - Råstålproduktion
4300 f.Kr.: Naturligt guld, kobber og smedning
2800 f.Kr.: Jernsmeltning
2000 f.Kr.: Fremgang af bronzevarer, klokkespil og våben (Shang, Zhou, forår og efterår og krigsførende stater)
Det østlige Han-dynasti: gentagen smedning af stål → den mest primitive deformationsvarmebehandlingsproces.
Slukningsteknologi: "Bad med drukning af fem dyr, slukning med fedt fra fem dyr" (moderne vandslukning, olieslukning).
Kong Fuchai af Wu og kong Goujian af Yue
Bronze Dun og Zun plader fra Shang og Zhou dynastierne
Shang-dynastiets menneskeansigt i bronze med langsgående øjne
En kopi af klokkeklokken fra Leigudun grav nr. 2
I 1981 blev et sæt klokkeklokker fra de krigsførende stater gravet frem fra grav nr. 2 i Leigudun, Hubei-provinsen, med nøjagtig rytme og smuk klang. Dens nummer og skala er kun nummer to efter Zeng Hou Yi-klokkerne, med en samlet rækkevidde på mere end 5 oktaver. Den kan stemmes af sig selv, og der kan spilles forskellig musik sammensat af fem-tone, seks-tone og syv-tone skalaer. Der kræves fem personer til at optræde sammen, og alle stemmerne kommer ud unisont, symfonisk og overlappende, hvilket er værd at være den uovertrufne lyd af gammel musik.
billede
Den anden fase - grundlaget for disciplinen af metalliske materialer
Læg grundlaget for metalmaterialediscipliner: metallografi, metallografi, fasetransformation og legeret stål osv.
1803: Dalton foreslår atomteori, Avogadro foreslår molekylær teori.
1830: Hessel foreslog 32 krystaltyper og populariserede krystalindekset.
1891: Forskere fra Rusland, Tyskland, Storbritannien og andre lande etablerede uafhængigt gitterstrukturteorien.
1864: Sorby forbereder det første metallografiske fotografi, 9 gange, men betydningsfuldt.
1827: Karsten isolerede Fe3C fra stål, og i 1888 beviste Abel, at det var Fe3C.
1861: Ochernov foreslog konceptet om den kritiske transformationstemperatur af stål.
I slutningen af det 19. århundrede: Martensitforskning er blevet moderigtigt, Gibbs opnåede faseloven, Robert-Austen opdagede austenitens faste opløsningsegenskaber, og Roozeboom etablerede ligevægtsdiagrammet for Fe-Fe3C-systemet.
billede
Den tredje fase - den store udvikling af mikro-organisationsteori
Legeringsfasediagram, opfindelse og anvendelse af røntgen, etablering af dislokationsteori.
1912: Opdaget røntgenstråler, bekræftet, at (δ)-Fe er bcc, -Fe er fcc; solid løsningslov.
1931: Opdagelse af udvidelsen og sammentrækningen af området for legeringselementer.
1934: Russiske Polanyi, ungarske Orowan og britiske Taylor foreslog uafhængigt dislokationsteorien for at forklare den plastiske deformation af stål; krystallografien af martensitisk transformation.
1938: Elektronmikroskopet opfindes.
1910: Et rustfrit stål blev opfundet, og F rustfrit stål blev opfundet i 1912.
1990: Opfandt Brinell hårdhedstesteren, Griffith foreslog, at spændingskoncentration vil føre til mikrorevner.
billede
Fjerde fase - dybdegående undersøgelse af mikroteori
Dybdegående forskning i mikroskopisk teori: forskning i atomar diffusion og dens essens; stål TTT kurve måling; bainit og martensit transformation teori dannede en relativt komplet teori.
Etablering af dislokationsteori: Opfindelsen af elektronmikroskopet foranledigede udfældningen af den anden fase i stål, dislokationsglidningen og opdagelsen af ufuldstændige dislokationer, stablingsfejl, dislokationsvægge, understrukturer, Cottrell-luftmasser osv., og udviklede dislokationsteori. forkert teori.
Nye videnskabelige instrumenter opfindes konstant: elektronsonde, feltionemissionsmikroskop og feltelektronemissionsmikroskop, scanning transmission elektronmikroskop (STEM), scanning tunneling mikroskop (STM), atomic force mikroskop (AFM) osv.
billede
2. Moderne metalmaterialer
Forskning og udvikling af avancerede konstruktionsmaterialer er et evigt tema.
Udvikle højtydende strukturelle materialer: fra jagten på høj styrke, høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og slidstyrke til at reducere mekanisk vægt, forbedre ydeevnen og forlænge levetiden. En bred vifte af anvendelser fra kompositter til strukturelle materialer, såsom aluminium matrix kompositter. Udvikle austenitiske lavtemperaturstål til forskellige applikationer.
Transformation af traditionelle konstruktionsmaterialer: Den vigtige måde er at få finere og mere ensartede strukturer, renere materialer og fokus på håndværk. Det "nye generations stålmateriale" er dobbelt så stærkt som eksisterende stålmaterialer. "9.11"-hændelsen i USA afslørede den dårlige modstandsdygtighed over for blødgøring ved høj temperatur af stålkonstruktioner brugt i byggeriet, hvilket fremmede udviklingen af højstyrke varmvalset brand- og vejrbestandigt stål.
Udvikl andre højtydende stål: brug forskellige nye processer og nye metoder til at fremstille nye værktøjsstål med god sejhed og slidstyrke. Økonomisk legering er en udviklingsretning for højhastighedsstål, og udviklingen af forskellige overfladebehandlingsteknologier til værktøjsmaterialer er af stor betydning i udviklingen af nye værktøjsmaterialer.
Avanceret forberedelsesteknologi: såsom metal halvfast forarbejdningsteknologi, modenhed og anvendelse af aluminium-magnesiumlegeringsteknologi, den tekniske grænse for eksisterende stål og styrkelse og hærdning af stål er indsatsens retninger.
billede
3. Bæredygtig udvikling og trend af metalmaterialer
I 2004 blev "Materialindustri i et genbrugssamfund - Bæredygtig udvikling af materialeindustri" foreslået.
Mikrobiel metallurgi: affaldsfri produktion, allerede industrielt produceret i mange lande. Kobber produceret af mikrobiel metallurgi i USA tegner sig for 10 procent af den samlede produktion, og havsprøjter dyrkes kunstigt i Japan for at udvinde vanadium. Havvand er et flydende mineral, og mængden af legeringselementer indeholdt i havvand overstiger 10 milliarder tons. Nu kan magnesium, uran og andre grundstoffer udvindes fra havvand. Omkring 20 procent af det magnesium, der produceres i verden, kommer fra havvand, og USA dækker allerede 80 procent af efterspørgslen efter denne form for magnesium.
Genbrugsmaterialeindustrien: At tilpasse sig tidens behov, integrere økologisk og miljøbevidsthed i design af produkter og produktionsprocesser, forbedre udnyttelsesgraden af materialer og reducere miljøbelastningen i produktionsprocessen og brugsprocessen. Udvikle en industri, der danner en god cyklus af "ressourcer→materialer→miljø".
Hovedretningen for udvikling af legeringer er lavlegerende og generelle legeringer, der danner et grønt/økologisk materialesystem, som er befordrende for genanvendelse og genanvendelse af materialer. Det er nødvendigt at forske i og udvikle grønne materialer og miljøvenlige materialer, der er tæt knyttet til menneskers liv.
billede
4. Titanium legering kaldes "rummetal" og "fremtidigt stål"
Titaniumlegeringer kan opretholde høj styrke ved høje og lave temperaturer, og deres korrosionsbestandighed er uovertruffen. Titanium er rigeligt i jorden (0,6 procent ). Imidlertid er udvindingsprocessen kompliceret, omkostningerne er høje, og den brede anvendelse er begrænset. Titaniumlegering vil være et af de metalmaterialer, der vil yde vigtige bidrag til menneskeheden i det 21. århundrede.
5. Ikke-jernholdige metaller
Ressourcer står over for et alvorligt problem med ubæredygtig udvikling, primært på grund af alvorlig skade på ressourcer, lav udnyttelsesgrad og alarmerende spild. Intensiv forarbejdningsteknologi er bagud, high-end produkter mangler; innovative resultater er få, og industrialiseringsgraden af højteknologiske resultater er ikke høj. Udviklingen af højtydende strukturelle materialer og deres avancerede procesmetoder er hovedstrømmen, såsom: aluminium-lithium-legeringer, hurtig størkning af aluminiumslegeringer osv. Ikke-jernholdige metalfunktionelle materialer er også udviklingsretningen.
