تاریخچه مختصری از توسعه مواد فلزی

1. گذشته، حال و آینده مواد فلزی
فاز 1 - تولید فولاد خام
4300 قبل از میلاد: طلای طبیعی، صنایع دستی مس و آهنگری
2800 قبل از میلاد: ذوب آهن
2000 قبل از میلاد: رونق اجناس برنزی، زنگ‌ها و سلاح‌ها (شانگ، ژو، بهار و پاییز و کشورهای متخاصم)
سلسله هان شرقی: فولاد آهنگری مکرر ← ابتدایی ترین فرآیند عملیات حرارتی تغییر شکل.
فن آوری کوئنچینگ: «حمام با غرق شدن پنج حیوان، کوئنچ با چربی پنج حیوان» (کوئنچ با آب مدرن، خاموش کردن با روغن).
پادشاه فوچای وو و گوجیان پادشاه یو
بشقاب های برنزی دان و زون از سلسله های شانگ و ژو
صورت انسان برنزی سلسله شانگ با چشمان طولی
کپی زنگ زنگ از مقبره شماره 2 لیگودون
در سال 1981، مجموعه‌ای از زنگ‌های زنگ از دوره کشورهای متخاصم از مقبره شماره 2 در لیگودون، استان هوبی، با ریتم دقیق و تن‌بندی زیبا کشف شد. تعداد و مقیاس آن تنها پس از زنگ های زنگ زنگ زنگ هو یی با محدوده کلی بیش از 5 اکتاو در رتبه دوم قرار دارند. می توان آن را به خودی خود کوک کرد و موسیقی های مختلف متشکل از مقیاس های پنج آهنگی، شش صدایی و هفت صدایی را می توان پخش کرد. پنج نفر باید با هم اجرا کنند و همه صداها به صورت همصدا، سمفونیک و همپوشانی بیرون می‌آیند که شایسته است صدای بی‌نظیر موسیقی کهن باشد.

تصویر

مرحله دوم - پایه و اساس رشته مواد فلزی

پایه‌گذاری رشته‌های مواد فلزی: متالوگرافی، متالوگرافی، تبدیل فاز و فولاد آلیاژی و غیره.

1803: دالتون نظریه اتمی را پیشنهاد کرد، آووگادرو نظریه مولکولی را پیشنهاد کرد.
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 تبدیل بحرانی فولاد را پیشنهاد کرد.
در پایان قرن نوزدهم: تحقیقات مارتنزیت مد شد، گیبس قانون فاز را به دست آورد، رابرت-آستن ویژگی های محلول جامد آستنیت را کشف کرد، و روزبوم نمودار تعادل سیستم Fe-Fe3C را ایجاد کرد.

تصویر

مرحله سوم - توسعه بزرگ نظریه سازمان های خرد

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

1912: اشعه ایکس کشف شد، تایید کرد که (δ) -Fe bcc است، -Fe fcc است. قانون محلول جامد
1931: کشف انبساط و انقباض منطقه عناصر آلیاژی.
1934: پولانی روسی، اوروان مجارستانی و تیلور بریتانیایی 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 و فولاد ضد زنگ F در سال 1912 اختراع شد.
1990: گریفیث که سختی سنج برینل را اختراع کرد، پیشنهاد کرد که تمرکز تنش منجر به ایجاد ریزترک می شود.

تصویر

مرحله چهارم - مطالعه عمیق نظریه خرد

تحقیق عمیق در مورد نظریه میکروسکوپی: تحقیق در مورد انتشار اتمی و ماهیت آن. اندازه گیری منحنی TTT فولادی؛ نظریه تبدیل بینیت و مارتنزیت یک نظریه نسبتا کامل را تشکیل داد.
ایجاد نظریه نابجایی: اختراع میکروسکوپ الکترونی باعث رسوب فاز دوم در فولاد، لغزش نابجایی و کشف نابجایی های ناقص، گسل های پشته ای، دیوارهای نابجایی، زیر سازه ها، توده های هوای کترل و غیره شد و نظریه دررفتگی نظریه اشتباه
ابزارهای علمی جدید به طور مداوم اختراع می شوند: کاوشگر الکترونی، میکروسکوپ نشر یون میدانی و میکروسکوپ نشر الکترون میدانی، میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی (STEM)، میکروسکوپ تونلی روبشی (STM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و غیره.

تصویر

2. مواد فلزی مدرن

تحقیق و توسعه مواد ساختاری پیشرفته موضوعی 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. تولید فولادهای آستنیتی با دمای پایین برای کاربردهای مختلف.
دگرگونی مصالح سازه‌ای سنتی: راه مهم این است که ساختارهای ظریف‌تر و یکنواخت‌تر، مواد خالص‌تر و تمرکز بر صنعت‌کاری داشته باشیم. "مواد فولادی نسل جدید" دو برابر مواد فولادی موجود استحکام دارد. حادثه "9.11" در ایالات متحده مقاومت ضعیف سازه های فولادی مورد استفاده در ساختمان را در برابر نرم شدن دمای بالا نشان داد، که باعث توسعه فولاد نورد گرم مقاوم در برابر آتش و مقاوم در برابر آب و هوا شد.
سایر فولادهای با کارایی بالا را توسعه دهید: از فرآیندهای مختلف جدید و روش‌های جدید برای تولید فولادهای ابزار جدید با چقرمگی و مقاومت در برابر سایش استفاده کنید. آلیاژسازی اقتصادی جهت توسعه فولاد پرسرعت است و توسعه فناوری های مختلف تصفیه سطح برای مواد ابزار اهمیت زیادی در توسعه مواد ابزار جدید دارد.
فن آوری آماده سازی پیشرفته: مانند فناوری پردازش نیمه جامد فلز، بلوغ و کاربرد فناوری آلیاژ آلومینیوم-منیزیم، محدودیت فنی فولاد موجود و تقویت و سخت شدن فولاد جهت تلاش ها هستند.

تصویر

3. توسعه پایدار و روند مواد فلزی

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

متالورژی میکروبی: تولید بدون زباله، که قبلاً به صورت صنعتی در بسیاری از کشورها تولید شده است. مس تولید شده توسط متالورژی میکروبی در ایالات متحده 10 درصد از کل تولید را به خود اختصاص می دهد و سرشاخه های دریایی به طور مصنوعی در ژاپن برای استخراج وانادیوم کشت می شوند. آب دریا یک ماده معدنی مایع است و مقدار عناصر آلیاژی موجود در آب دریا بیش از 10 میلیارد تن است. اکنون می توان منیزیم، اورانیوم و سایر عناصر را از آب دریا استخراج کرد. حدود 20 درصد از منیزیم تولید شده در جهان از آب دریا تامین می شود و ایالات متحده در حال حاضر 80 درصد از تقاضا برای این نوع منیزیم را تامین می کند.
صنعت بازیافت مواد: برای انطباق با نیازهای زمان، ادغام آگاهی اکولوژیکی و زیست محیطی در طراحی محصولات و فرآیندهای تولید، بهبود میزان استفاده از مواد و کاهش بار زیست محیطی در فرآیند تولید و استفاده. صنعتی را توسعه دهید که یک چرخه ارزشمند از "منابع → مواد → محیط زیست" را تشکیل دهد.
جهت جریان اصلی توسعه آلیاژ آلیاژهای کم آلیاژ و همه منظوره است که یک سیستم مواد سبز/اکولوژیکی را تشکیل می دهد که برای بازیافت و بازیافت مواد مفید است. تحقیق و توسعه مواد سبز و مواد سازگار با محیط زیست که ارتباط تنگاتنگی با زندگی مردم دارند ضروری است.

تصویر

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

آلیاژهای تیتانیوم می توانند استحکام بالایی را در دماهای بالا و پایین حفظ کنند و مقاومت در برابر خوردگی آنها بی رقیب است. تیتانیوم در زمین فراوان است ({0}}.6 درصد). با این حال، فرآیند استخراج پیچیده است، هزینه آن بالا 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 مشکل جدی توسعه ناپایدار مواجه هستند که عمدتاً به دلیل آسیب جدی به منابع، میزان کم استفاده و اتلاف هشدار دهنده است. فناوری پردازش فشرده عقب مانده است، محصولات سطح بالا وجود ندارند. دستاوردهای نوآورانه اندک هستند و درجه صنعتی شدن دستاوردهای فناوری پیشرفته بالا نیست. توسعه مواد ساختاری با کارایی بالا و روش های فرآیند پیشرفته آنها جریان اصلی است، مانند: آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم، آلیاژهای آلومینیوم انجماد سریع، و غیره. مواد کاربردی فلزات غیر آهنی نیز جهت توسعه هستند.