1. Masa lalu, masa kini dan masa depan bahan logam
Fasa 1 - Pengeluaran Keluli Mentah
4300 SM: Emas asli, tembaga dan kraf tempa
2800 SM: Peleburan besi
2000 SM: Kemakmuran barangan gangsa, lonceng dan senjata (Shang, Zhou, Musim Bunga dan Musim Gugur dan Negara Berperang)
Dinasti Han Timur: keluli penempaan berulang → proses rawatan haba ubah bentuk yang paling primitif.
Teknologi pelindapkejutan: "Mandi dengan lemas lima ekor haiwan, lenyapkan dengan lemak lima ekor" (pelindapkejutan air moden, pelindapkejutan minyak).
Raja Fuchai dari Wu dan Raja Goujian dari Yue
Plat Gangsa Dun dan Zun dari Dinasti Shang dan Zhou
Wajah Manusia Gangsa Dinasti Shang dengan Mata Membujur
Salinan loceng loceng dari Makam Leigudun No. 2
Pada tahun 1981, satu set Loceng Loceng dari Zaman Negara Berperang telah digali dari Makam No. 2 di Leigudun, Wilayah Hubei, dengan irama yang tepat dan timbre yang indah. Nombor dan skalanya adalah yang kedua selepas loceng Zeng Hou Yi, dengan jumlah julat lebih daripada 5 oktaf. Ia boleh ditala dengan sendirinya, dan pelbagai muzik yang terdiri daripada skala lima nada, enam nada dan tujuh nada boleh dimainkan. Lima orang dikehendaki membuat persembahan bersama, dan semua suara keluar serentak, simfoni dan bertindih, yang layak menjadi bunyi muzik purba yang tiada tandingannya.
gambar
Peringkat kedua - asas disiplin bahan logam
Letakkan asas disiplin bahan logam: metalografi, metalografi, transformasi fasa dan keluli aloi, dsb.
1803: Dalton mencadangkan teori atom, Avogadro mencadangkan teori molekul.
1830: Hessel mencadangkan 32 jenis kristal dan mempopularkan indeks kristal.
1891: Para saintis dari Rusia, Jerman, Britain dan negara lain secara bebas menubuhkan teori struktur kekisi.
1864: Sorby menyediakan gambar metalografik pertama, 9 kali, tetapi penting.
1827: Karsten mengasingkan Fe3C daripada keluli, dan pada tahun 1888 Abel membuktikan bahawa ia adalah Fe3C.
1861: Ochernov mencadangkan konsep suhu transformasi kritikal keluli.
Pada penghujung abad ke-19: Penyelidikan martensit telah menjadi bergaya, Gibbs memperoleh undang-undang fasa, Robert-Austen menemui ciri penyelesaian pepejal austenit, dan Roozeboom menubuhkan gambarajah keseimbangan sistem Fe-Fe3C.
gambar
Peringkat ketiga - perkembangan besar teori organisasi mikro
Gambar rajah fasa aloi, ciptaan dan aplikasi sinar-X, penubuhan teori kehelan.
1912: Menemui sinar-X, mengesahkan bahawa (δ)-Fe ialah bcc, -Fe ialah fcc; hukum penyelesaian yang kukuh.
1931: Penemuan pengembangan dan pengecutan rantau unsur pengaloian.
1934: Polanyi Rusia, Orowan Hungary dan Taylor British secara bebas mencadangkan teori kehelan untuk menerangkan ubah bentuk plastik keluli; kristalografi transformasi martensit.
1938: Mikroskop elektron dicipta.
1910: Keluli tahan karat dicipta, dan keluli tahan karat F dicipta pada tahun 1912.
1990: Mencipta penguji kekerasan Brinell, Griffith mencadangkan bahawa kepekatan tegasan akan membawa kepada retakan mikro.
gambar
Peringkat keempat - kajian mendalam teori mikro
Penyelidikan mendalam tentang teori mikroskopik: penyelidikan tentang penyebaran atom dan intipatinya; pengukuran lengkung TTT keluli; teori transformasi bainit dan martensit membentuk teori yang agak lengkap.
Penubuhan teori terkehel: Penciptaan mikroskop elektron mendorong pemendakan fasa kedua dalam keluli, gelinciran kehelan, dan penemuan kehelan yang tidak lengkap, kerosakan susunan, dinding terkehel, substruktur, jisim udara Cottrell, dll., dan membangunkan teori dislokasi. teori yang salah.
Instrumen saintifik baharu sentiasa dicipta: probe elektron, mikroskop pelepasan ion medan dan mikroskop pelepasan elektron medan, mikroskop elektron penghantaran imbasan (STEM), mikroskop terowong pengimbasan (STM), mikroskop daya atom (AFM), dsb.
gambar
2. Bahan logam moden
Penyelidikan dan pembangunan bahan struktur termaju adalah tema yang kekal.
Membangunkan bahan struktur berprestasi tinggi: daripada mengejar kekuatan tinggi, rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, dan rintangan haus untuk mengurangkan berat mekanikal, meningkatkan prestasi, dan memanjangkan hayat perkhidmatan. Pelbagai aplikasi daripada komposit kepada bahan struktur, seperti komposit matriks aluminium. Membangunkan keluli austenit suhu rendah untuk pelbagai aplikasi.
Transformasi bahan struktur tradisional: Cara yang penting ialah mempunyai struktur yang lebih halus dan seragam, bahan yang lebih tulen, dan fokus pada ketukangan. "Bahan keluli generasi baru" adalah dua kali lebih kuat daripada bahan keluli sedia ada. Insiden "9.11" di Amerika Syarikat mendedahkan rintangan yang lemah terhadap pelembutan suhu tinggi struktur keluli yang digunakan dalam pembinaan, yang menggalakkan pembangunan keluli tahan api dan tahan cuaca gulung panas berkekuatan tinggi.
Membangunkan keluli berprestasi tinggi yang lain: gunakan pelbagai proses baharu dan kaedah baharu untuk mengeluarkan keluli alat baharu dengan keliatan yang baik dan rintangan haus. Pengaloian ekonomi adalah hala tuju pembangunan keluli berkelajuan tinggi, dan pembangunan pelbagai teknologi rawatan permukaan untuk bahan alat adalah sangat penting dalam pembangunan bahan alat baharu.
Teknologi penyediaan lanjutan: seperti teknologi pemprosesan separa pepejal logam, kematangan dan penggunaan teknologi aloi aluminium-magnesium, had teknikal keluli sedia ada dan pengukuhan dan peneguhan keluli adalah hala tuju usaha.
gambar
3. Pembangunan mampan dan trend bahan logam
Pada tahun 2004, "Industri Bahan dalam Masyarakat Kitar Semula - Pembangunan Mampan Industri Bahan" telah dicadangkan.
Metalurgi mikrob: pengeluaran bebas sisa, sudah dihasilkan secara industri di banyak negara. Tembaga yang dihasilkan oleh metalurgi mikrob di Amerika Syarikat menyumbang 10 peratus daripada jumlah keluaran, dan pancutan laut ditanam secara buatan di Jepun untuk mengekstrak vanadium. Air laut adalah mineral cair, dan jumlah unsur pengaloian yang terkandung dalam air laut melebihi 10 bilion tan. Kini magnesium, uranium dan unsur-unsur lain boleh diekstrak daripada air laut. Kira-kira 20 peratus daripada magnesium yang dihasilkan di dunia berasal dari air laut, dan Amerika Syarikat sudah memenuhi 80 peratus daripada permintaan untuk magnesium jenis ini.
Industri bahan kitar semula: Untuk menyesuaikan diri dengan keperluan zaman, menyepadukan kesedaran ekologi dan alam sekitar ke dalam reka bentuk produk dan proses pengeluaran, meningkatkan kadar penggunaan bahan, dan mengurangkan beban alam sekitar dalam proses pengeluaran dan penggunaan. Membangunkan industri yang membentuk kitaran murni "sumber → bahan → alam sekitar".
Arah arus perdana pembangunan aloi ialah aloi rendah dan aloi tujuan am, membentuk sistem bahan hijau/ekologi, yang kondusif untuk kitar semula dan kitar semula bahan. Adalah perlu untuk menyelidik dan membangunkan bahan hijau dan bahan mesra alam yang berkait rapat dengan kehidupan manusia.
gambar
4. Aloi titanium dipanggil "logam angkasa" dan "keluli masa depan"
Aloi titanium boleh mengekalkan kekuatan tinggi pada suhu tinggi dan rendah, dan rintangan kakisannya tiada tandingan. Titanium banyak terdapat di bumi (0.6 peratus ). Walau bagaimanapun, proses pengekstrakan adalah rumit, kosnya tinggi, dan aplikasi yang luas adalah terhad. Aloi titanium akan menjadi salah satu bahan logam yang akan memberi sumbangan penting kepada manusia pada abad ke-21.
5. Logam bukan ferus
Sumber menghadapi masalah serius pembangunan tidak mampan, terutamanya disebabkan oleh kerosakan serius kepada sumber, kadar penggunaan yang rendah dan pembaziran yang membimbangkan. Teknologi pemprosesan intensif adalah mundur, produk mewah kurang; pencapaian inovatif adalah sedikit, dan tahap perindustrian pencapaian teknologi tinggi tidak tinggi. Pembangunan bahan struktur berprestasi tinggi dan kaedah proses lanjutannya adalah arus perdana, seperti: aloi aluminium-litium, aloi aluminium pemejalan cepat, dan lain-lain. Bahan berfungsi logam bukan ferus juga merupakan arah pembangunan.
