تاریخچه مختصری از توسعه مواد فلزی

1. گذشته، حال و آینده مواد فلزی

فاز 1 - تولید فولاد خام

4300 قبل از میلاد: طلای طبیعی، مس و آهنگری و سایر صنایع دستی

2800 قبل از میلاد: ذوب آهن

2000 قبل از میلاد: رونق برنزها، زنگ‌ها و سلاح‌ها (شانگ، ژو، بهار و پاییز و کشورهای متخاصم)

سلسله هان شرقی: آهنگری مکرر فولاد → ابتدایی ترین فرآیند عملیات حرارتی تغییر شکل

فن آوری خاموش کردن: "حمام با غرق شدن پنج حیوان، فرو نشاندن با چربی پنج حیوان" (کوئنچ با آب مدرن، خاموش کردن روغن)

نیزه فوچای شاه وو و شمشیر یو کینگ گوجیان

دونه زونپان برنزی از سلسله‌های شانگ و ژو

فیگور صورت انسان برنزی سلسله شانگ

ماکت زنگ‌ها از مقبره شماره 2 لیگودون

در سال 1981، مجموعه ای از زنگ های زنگ از دوره کشورهای متخاصم از مقبره شماره 2 در لیگودون، استان هوبی، با ریتم دقیق و تن صدای زیبا کشف شد. تعداد و مقیاس آن پس از زنگ های زنگ هویی با گستره کلی بیش از پنج اکتاو در رتبه دوم قرار دارند. می توان آن را به تنهایی برای پخش موسیقی های مختلف متشکل از مقیاس های پنج، شش و هفت تن تنظیم کرد. برای اجرا به پنج نفر نیاز دارد که همه صداها به صورت هماهنگ خوانده شوند و سمفونی تکرار شود. شایسته است که شاهکار موسیقی کهن باشد.

مرحله دوم - پایه و اساس رشته مواد فلزی

پایه گذاری رشته های مواد فلزی: متالورژی، متالوگرافی، تغییرات فاز و فولاد آلیاژی و غیره.

1803: دالتون نظریه اتمی و آووگادرو نظریه مولکولی را ارائه کردند.

1830: هسل 32 نوع کریستال را پیشنهاد کرد و شاخص کریستال را رایج کرد.

1891: دانشمندان روسیه، آلمان، بریتانیا و سایر کشورها به طور مستقل نظریه ساختار شبکه را ایجاد کردند.

1864: سوربی اولین عکس متالوگرافی را 9 بار اما قابل توجه تهیه کرد.

1827: کارستن Fe3C را از فولاد جدا کرد و در سال 1888 آبل ثابت کرد که Fe3C است.

1861: اوچرنوف مفهوم دمای انتقال بحرانی فولاد را پیشنهاد کرد.

پایان قرن نوزدهم: تحقیقات مارتنزیت مد شده است، گیبس قانون فاز را به دست آورد، رابرت آستن خواص محلول جامد آستنیت را کشف کرد، و روزبوم نمودار تعادل سیستم Fe-Fe3C را ایجاد کرد.

مرحله سوم - توسعه بزرگ تئوری خرد سازمانی

نمودار فاز آلیاژی، اختراع و کاربرد اشعه ایکس، ایجاد تئوری نابجایی.

1912: اشعه ایکس کشف شد که تایید می کند (δ) -Fe bcc و -Fe fcc است. قانون محلول جامد

1931: کشف نقش عناصر آلیاژی در گسترش و انقباض منطقه.

1934: پولانی روسی، اوروان مجارستانی و تیلور بریتانیایی هر کدام به طور مستقل نظریه نابجایی را برای توضیح تغییر شکل پلاستیک فولاد پیشنهاد کردند. کریستالوگرافی تبدیل مارتنزیتی

1938: میکروسکوپ الکترونی اختراع شد.

1910: فولاد ضد زنگ اختراع شد، فولاد ضد زنگ F در سال 1912 اختراع شد و غیره.

1990: گریفیث با اختراع سختی سنج برینل پیشنهاد کرد که تمرکز تنش می تواند منجر به ریزترک شود.

مرحله چهارم - تحقیق عمیق در نظریه خرد

مطالعه عمیق نظریه میکروسکوپی: تحقیق در مورد انتشار اتمی و ماهیت آن. تعیین منحنی TTT فولاد. نظریه تبدیل بینیت و مارتنزیت یک نظریه نسبتا کامل را تشکیل داد.

استقرار نظریه نابجایی: اختراع میکروسکوپ الکترونی منجر به مشاهده بارش فاز دوم در فولاد و لغزش نابجایی و کشف نابجایی های ناقص، گسل های انباشته، دیوارهای نابجایی، زیرسازه ها، توده های هوای کوترل و سایر پدیده ها شد. و توسعه تئوری نابجایی. نظریه اشتباه

ابزارهای علمی جدید دائماً در حال اختراع هستند: کاوشگرهای الکترونی، میکروسکوپ‌های گسیل یون میدانی و نشر الکترون میدانی، میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری روبشی (STEM)، میکروسکوپ‌های تونلی روبشی (STM)، میکروسکوپ‌های نیروی اتمی (AFM) و غیره.

2. مواد فلزی مدرن

تحقیق و توسعه مواد ساختاری پیشرفته یک موضوع ابدی است.

مواد ساختاری با کارایی بالا را توسعه دهید: از دستیابی به استحکام بالا، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش تا کاهش وزن مکانیکی، بهبود عملکرد و افزایش عمر مفید. طیف گسترده ای از کاربردها از کامپوزیت ها تا مواد ساختاری، مانند کامپوزیت های زمینه آلومینیومی. فولاد آستنیتی با دمای پایین را برای سری های مختلف استفاده کنید.

دگرگونی مصالح سازه ای سنتی: راه های مهم ریزتر و یکنواخت تر ساختن سازه، خالص بودن مصالح و توجه به صنعت است. "مصالح فولادی نسل جدید" دو برابر مواد فولادی موجود استحکام دارند. حادثه "9.11" در ایالات متحده مقاومت ضعیف سازه های فولادی مورد استفاده در ساخت و ساز را در برابر نرم شدن در دمای بالا نشان داد که باعث توسعه فولاد نورد گرم مقاوم در برابر آتش و مقاوم در برابر آب و هوا شد.

توسعه فولادهای با کارایی بالا: از فرآیندهای مختلف جدید و روش‌های جدید برای ایجاد فولادهای ابزار جدید با چقرمگی و مقاومت در برابر سایش استفاده کنید. آلیاژسازی اقتصادی جهت توسعه فولاد پرسرعت است و توسعه فن آوری های مختلف تصفیه سطح برای مواد ابزار اهمیت زیادی در توسعه مواد ابزار جدید دارد.

فناوری آماده سازی پیشرفته: مانند فناوری پردازش نیمه جامد فلز، بلوغ و کاربرد فناوری آلیاژ آلومینیوم منیزیم، محدودیت های فنی فولاد موجود و تقویت و سخت شدن فولاد جهت تلاش ها هستند.

3. توسعه پایدار و روند مواد فلزی

در سال 2004، "صنعت مواد در یک جامعه دایره ای - توسعه پایدار صنعت مواد" پیشنهاد شد.

متالورژی میکروبی: تولید بدون زباله، که قبلاً در مقیاس صنعتی در بسیاری از کشورها انجام می شود. ایالات متحده از روش های متالورژی میکروبی برای تولید مس استفاده می کند که 10 درصد از کل تولید را تشکیل می دهد و ژاپن به طور مصنوعی برای استخراج وانادیوم، آسیدین ها را کشت می کند. آب دریا نوعی ماده معدنی مایع است و مقدار عناصر آلیاژی موجود در آب دریا بیش از 10 میلیارد تن است. اکنون می توان عناصری مانند منیزیم و اورانیوم را از آب دریا استخراج کرد. حدود 20 درصد منیزیم تولید شده در جهان از آب دریا تامین می شود. ایالات متحده در حال حاضر 80 درصد از تقاضای خود را با این منیزیم تامین می کند.

صنعت بازیافت مواد: انطباق با نیازهای زمان، ادغام آگاهی های زیست محیطی و زیست محیطی در طراحی محصولات و فرآیندهای تولید، بهبود استفاده از مواد و کاهش بار زیست محیطی در طول تولید و استفاده. صنعتی را توسعه دهید که یک چرخه با فضیلت از "منابع → مواد → محیط زیست" را تشکیل دهد.

جهت اصلی توسعه آلیاژ، آلیاژهای کمتر آلیاژی و همه منظوره برای تشکیل یک سیستم مواد سبز/اکولوژیکی است که برای بازیابی و استفاده مجدد از مواد مفید است. تحقیق و توسعه مواد سبز و مواد سازگار با محیط زیست که ارتباط تنگاتنگی با زندگی مردم دارند ضروری است.

4. آلیاژ تیتانیوم "فلز فضایی" و "فولاد آینده" نامیده می شود.

آلیاژهای تیتانیوم در دماهای بالا و پایین استحکام بالایی دارند و مقاومت در برابر خوردگی آنها بی نظیر است. تیتانیوم در زمین فراوان است ({0}}.6%). با این حال، فرآیند پالایش پیچیده و پرهزینه است و کاربرد گسترده آن محدود است. آلیاژ تیتانیوم یکی از مواد فلزی خواهد بود که کمک های مهمی به بشر در قرن بیست و یکم خواهد کرد.

5. فلزات غیر آهنی

منابع با مشکلات جدی توسعه ناپایدار مواجه هستند که عمدتاً به دلیل آسیب جدی به منابع، میزان استفاده کم و اتلاف سرسام آور است. فن آوری پردازش عمیق عقب مانده است و کمبود محصولات پیشرفته وجود دارد. دستاوردهای نوآورانه کمی وجود دارد و درجه صنعتی شدن دستاوردهای فناوری پیشرفته بالا نیست. توسعه مواد ساختاری با کارایی بالا و روش‌های پردازش پیشرفته آنها جریان اصلی است، مانند آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم، آلیاژهای آلومینیوم انجماد سریع و غیره. مواد کاربردی فلزات غیرآهنی نیز جهت توسعه هستند.