1. Metallmaterjalide minevik, olevik ja tulevik
Faas 1 - Toorterase tootmine
4300 eKr: looduslik kuld, vask ja sepistamine
2800 eKr: rauasulatus
2000 eKr: pronkstoodete, kellade ja relvade õitseng (Shang, Zhou, kevad ja sügis ning sõdivad riigid)
Ida-Hani dünastia: korduv sepistatud teras → kõige primitiivsem deformatsioonikuumtöötlusprotsess.
Kustutustehnoloogia: "Vann viie looma uppumisega, karasta viie looma rasvaga" (kaasaegne vesikarastamine, õlikarastamine).
Wu kuningas Fuchai ja Yue kuningas Goujian
Shangi ja Zhou dünastiate pronksplaadid Dun ja Zun
Shangi dünastia pronksist inimnägu pikisuunaliste silmadega
Kellakella koopia Leiguduni hauakambrist nr 2
1981. aastal leiti Hubei provintsis Leiguduni hauakambrist nr 2 täpse rütmi ja kauni tämbriga komplekt sõdivate riikide perioodist pärit kellakellasid. Selle arv ja skaala on Zeng Hou Yi kellakellade järel teisel kohal, koguulatusega üle 5 oktaavi. Seda saab ise häälestada ning mängida saab erinevat viie-, kuue- ja seitsmetoonilistest skaaladest koostatud muusikat. Koos esinemiseks on vaja viit inimest ning kõik hääled kõlavad ühtselt, sümfooniliselt ja kattuvalt, mis on väärt olema iidse muusika võrratu kõla.
pilt
Teine etapp - metallmaterjalide distsipliini alus
Pane alus metallmaterjalide erialadele: metallograafia, metallograafia, faasimuutus ja legeerteras jne.
1803: Dalton pakub välja aatomiteooria, Avogadro pakub välja molekulaarteooria.
1830: Hessel pakkus välja 32 kristallitüüpi ja populariseeris kristalliindeksi.
1891: Venemaa, Saksamaa, Suurbritannia ja teiste riikide teadlased kehtestasid sõltumatult võrestruktuuri teooria.
1864: Sorby koostab esimese metallograafilise foto, 9 korda, kuid märkimisväärne.
1827: Karsten eraldas Fe3C terasest ja 1888. aastal tõestas Abel, et see on Fe3C.
1861: Ochernov pakkus välja terase kriitilise muundumistemperatuuri kontseptsiooni.
19. sajandi lõpus: Martensiidi uurimine on muutunud moes, Gibbs omandas faasiseaduse, Robert-Austen avastas austeniidi tahke lahuse omadused ja Roozeboom koostas Fe-Fe3C süsteemi tasakaaludiagrammi.
pilt
Kolmas etapp - mikroorganisatsioonide teooria suur areng
Sulami faasidiagramm, röntgenikiirguse leiutamine ja rakendamine, dislokatsiooniteooria rajamine.
1912: avastati röntgenikiirgus, mis kinnitas, et (δ)-Fe on bcc, -Fe on fcc; tahke lahendusseadus.
1931: legeerelementide piirkonna laienemise ja kokkutõmbumise avastamine.
1934: venelane Polanyi, ungarlane Orowan ja britt Taylor pakkusid iseseisvalt välja dislokatsiooniteooria, et selgitada terase plastilist deformatsiooni; martensiitse transformatsiooni kristallograafia.
1938: leiutati elektronmikroskoop.
1910: leiutati roostevaba teras ja F roostevaba teras leiutati 1912. aastal.
1990: Leiutas Brinelli kõvaduse testija, tegi Griffith ettepaneku, et pinge kontsentratsioon põhjustab mikropragusid.
pilt
Neljas etapp – mikroteooria süvaõpe
Põhjalikud uurimused mikroskoopilisest teooriast: aatomidifusiooni ja selle olemuse uurimine; terasest TTT kõvera mõõtmine; bainiidi ja martensiidi teisendusteooria moodustas suhteliselt tervikliku teooria.
Dislokatsiooniteooria loomine: elektronmikroskoobi leiutamine kutsus esile teise faasi sadestumise terases, dislokatsiooni libisemise ja mittetäielike dislokatsioonide, virnastamisvigade, dislokatsiooniseinte, alamstruktuuride, Cottrelli õhumasside jms avastamise ning arendas välja dislokatsiooni teooria. vale teooria.
Pidevalt leiutatakse uusi teaduslikke instrumente: elektronsond, väljaioonide emissioonimikroskoop ja väljaemissioonielektronmikroskoop, skaneeriv ülekandeelektronmikroskoop (STEM), skaneeriv tunnelmikroskoop (STM), aatomjõumikroskoop (AFM) jne.
pilt
2. Kaasaegsed metallmaterjalid
Täiustatud konstruktsioonimaterjalide uurimine ja arendus on igavene teema.
Töötage välja suure jõudlusega konstruktsioonimaterjalid: alates suure tugevuse, kõrge temperatuurikindluse, korrosioonikindluse ja kulumiskindluse saavutamisest kuni mehaanilise kaalu vähendamise, jõudluse parandamise ja kasutusea pikendamiseni. Lai valik rakendusi alates komposiitidest kuni konstruktsioonimaterjalideni, näiteks alumiiniummaatrikskomposiitideni. Madala temperatuuriga austeniitsete teraste väljatöötamine erinevate rakenduste jaoks.
Traditsiooniliste konstruktsioonimaterjalide ümberkujundamine: oluline on peenem ja ühtlasem struktuur, puhtamad materjalid ja keskendumine meisterlikkusele. "Uue põlvkonna terasmaterjal" on kaks korda tugevam kui olemasolevad terasmaterjalid. "9.11" juhtum Ameerika Ühendriikides paljastas ehituses kasutatavate teraskonstruktsioonide halva vastupidavuse kõrgel temperatuuril pehmenemisele, mis soodustas ülitugeva kuumvaltsitud tule- ja ilmastikukindla terase väljatöötamist.
Töötage välja teisi suure jõudlusega teraseid: kasutage erinevaid uusi protsesse ja meetodeid uute, hea sitkuse ja kulumiskindlusega tööriistateraste valmistamiseks. Ökonoomne legeerimine on kiirterase arengusuund ning erinevate tööriistamaterjalide pinnatöötlustehnoloogiate väljatöötamisel on uute tööriistamaterjalide väljatöötamisel suur tähtsus.
Täiustatud ettevalmistustehnoloogia: näiteks metalli pooltahke töötlemise tehnoloogia, alumiiniumi-magneesiumisulami tehnoloogia küpsus ja rakendamine, olemasoleva terase tehniline piir ja terase tugevdamine ja karastamine on jõupingutuste suunad.
pilt
3. Metallmaterjalide jätkusuutlik areng ja trend
2004. aastal tehti ettepanek "Materjalitööstus taaskasutusühiskonnas – materjalitööstuse jätkusuutlik areng".
Mikroobne metallurgia: jäätmevaba tootmine, paljudes riikides juba tööstuslikult toodetud. Ameerika Ühendriikides mikroobse metallurgia abil toodetud vask moodustab 10 protsenti kogutoodangust ja Jaapanis kasvatatakse vanaadiumi eraldamiseks kunstlikult merepritsmeid. Merevesi on vedel mineraal ja merevees sisalduvate legeerivate elementide kogus ületab 10 miljardit tonni. Nüüd saab mereveest ekstraheerida magneesiumi, uraani ja muid elemente. Umbes 20 protsenti maailmas toodetavast magneesiumist pärineb mereveest ja USA katab juba 80 protsenti nõudlusest sellise magneesiumi järele.
Taaskasutusmaterjalitööstus: kohaneda aja vajadustega, integreerida ökoloogia- ja keskkonnateadlikkus toodete ja tootmisprotsesside kujundamisse, parandada materjalide kasutusmäära ning vähendada keskkonnakoormust tootmis- ja kasutusprotsessis. Arendada tööstust, mis moodustab "ressursid→materjalid→keskkond" kasuliku tsükli.
Sulamite arendamise põhisuund on vähelegeeritavad ja üldotstarbelised sulamid, mis moodustavad rohelise/ökoloogilise materjalisüsteemi, mis soodustab materjalide ringlussevõttu ja ringlussevõttu. On vaja uurida ja arendada rohelisi materjale ja keskkonnasõbralikke materjale, mis on inimeste eluga tihedalt seotud.
pilt
4. Titaanisulamit nimetatakse "kosmosemetalliks" ja "tulevikuteraks"
Titaanisulamid suudavad säilitada kõrge tugevuse kõrgel ja madalal temperatuuril ning nende korrosioonikindlus on ületamatu. Titaani leidub maakeral ohtralt (0,6 protsenti). Ekstraheerimisprotsess on aga keeruline, hind on kõrge ja lai kasutusala piiratud. Titaanisulam saab olema üks metallmaterjale, mis 21. sajandil inimkonnale olulise panuse annab.
5. Värvilised metallid
Ressursid seisavad silmitsi tõsise jätkusuutmatu arengu probleemiga, mis on peamiselt tingitud ressurssidele tekitatud tõsistest kahjudest, madalast kasutusmäärast ja murettekitavast raiskamisest. Intensiivne töötlemistehnoloogia on mahajäänud, puuduvad tipptasemel tooted; uuenduslikke saavutusi on vähe ja kõrgtehnoloogiliste saavutuste industrialiseerimisaste ei ole kõrge. Peamine suund on suure jõudlusega konstruktsioonimaterjalide ja nende täiustatud protsessimeetodite väljatöötamine, näiteks: alumiinium-liitiumi sulamid, kiiresti tahkuvad alumiiniumsulamid jne. Värviliste metallide funktsionaalsed materjalid on samuti arendussuund.
