1. Le passé, le présent et l'avenir des matériaux métalliques
Phase 1 - Production d'acier brut
4300 av. J.-C. : Artisanat de l'or naturel, du cuivre et de la forge
2800 av. J.-C. : Fonderie de fer
2000 av. J.-C. : Prospérité des objets en bronze, des carillons et des armes (Shang, Zhou, Printemps et Automne et Royaumes combattants)
Dynastie des Han de l'Est : forgeage répété de l'acier → processus de traitement thermique par déformation le plus primitif.
Technologie de trempe: "Bain avec la noyade de cinq animaux, trempe avec la graisse de cinq animaux" (trempe à l'eau moderne, trempe à l'huile).
Roi Fuchai de Wu et Roi Goujian de Yue
Plaques en bronze Dun et Zun des dynasties Shang et Zhou
Visage humain en bronze de la dynastie Shang avec des yeux longitudinaux
Une copie de la cloche du carillon de la tombe n°2 de Leigudun
En 1981, un ensemble de carillons de la période des Royaumes combattants a été déterré de la tombe n° 2 à Leigudun, province du Hubei, avec un rythme précis et un beau timbre. Son nombre et son échelle sont les seconds après les cloches de carillon Zeng Hou Yi, avec une gamme totale de plus de 5 octaves. Il peut être accordé par lui-même et diverses musiques composées d'échelles à cinq, six et sept tons peuvent être jouées. Cinq personnes sont nécessaires pour jouer ensemble, et toutes les voix sortent à l'unisson, symphoniques et superposées, ce qui est digne d'être le son inégalé de la musique ancienne.
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La deuxième étape - la fondation de la discipline des matériaux métalliques
Poser les bases des disciplines des matériaux métalliques : métallographie, métallographie, transformation de phase et aciers alliés, etc.
1803 : Dalton propose la théorie atomique, Avogadro propose la théorie moléculaire.
1830 : Hessel propose 32 types de cristaux et popularise l'indice de cristal.
1891 : Des scientifiques de Russie, d'Allemagne, de Grande-Bretagne et d'autres pays établissent indépendamment la théorie de la structure en treillis.
1864 : Sorby prépare la première photographie métallographique, 9 fois, mais significative.
1827 : Karsten a isolé le Fe3C de l'acier, et en 1888 Abel a prouvé qu'il s'agissait de Fe3C.
1861 : Ochernov propose le concept de température critique de transformation de l'acier.
A la fin du XIXe siècle : la recherche sur la martensite est devenue à la mode, Gibbs obtient la loi des phases, Robert-Austen découvre les caractéristiques de l'austénite en solution solide, et Roozeboom établit le diagramme d'équilibre du système Fe-Fe3C.
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La troisième étape - le grand développement de la théorie de la micro-organisation
Diagramme de phase des alliages, invention et application des rayons X, établissement de la théorie des dislocations.
1912 : Découverte des rayons X, confirmation que (δ)-Fe est bcc, -Fe est fcc ; loi des solutions solides.
1931 : Découverte de l'expansion et de la contraction de la région des éléments d'alliage.
1934 : le Russe Polanyi, le Hongrois Orowan et le Britannique Taylor proposent indépendamment la théorie des dislocations pour expliquer la déformation plastique de l'acier ; la cristallographie de transformation martensitique.
1938 : Le microscope électronique est inventé.
1910 : L'acier inoxydable A est inventé et l'acier inoxydable F est inventé en 1912.
1990 : A inventé le testeur de dureté Brinell, Griffith a proposé que la concentration de contraintes conduise à des microfissures.
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La quatrième étape - étude approfondie de la théorie micro
Recherche approfondie sur la théorie microscopique : recherche sur la diffusion atomique et son essence ; mesure de la courbe TTT de l'acier ; la théorie de la transformation de la bainite et de la martensite formait une théorie relativement complète.
Établissement de la théorie des dislocations : L'invention du microscope électronique a provoqué la précipitation de la deuxième phase dans l'acier, le glissement des dislocations, et la découverte de dislocations incomplètes, de failles d'empilement, de parois de dislocation, de sous-structures, de masses d'air de Cottrell, etc., et a développé le théorie des luxations. fausse théorie.
De nouveaux instruments scientifiques sont constamment inventés : sonde électronique, microscope à émission ionique de champ et microscope à émission électronique de champ, microscope électronique à transmission à balayage (STEM), microscope à effet tunnel (STM), microscope à force atomique (AFM), etc.
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2. Matériaux métalliques modernes
La recherche et le développement de matériaux structuraux avancés est un thème éternel.
Développer des matériaux de structure hautes performances : de la recherche d'une résistance élevée, d'une résistance à haute température, d'une résistance à la corrosion et d'une résistance à l'usure à la réduction du poids mécanique, à l'amélioration des performances et à la prolongation de la durée de vie. Une large gamme d'applications allant des composites aux matériaux de structure, tels que les composites à matrice aluminium. Développer des aciers austénitiques basse température pour diverses applications.
Transformation des matériaux structurels traditionnels : L'important est d'avoir des structures plus fines et plus uniformes, des matériaux plus purs et de se concentrer sur l'artisanat. Le "matériau en acier de nouvelle génération" est deux fois plus résistant que les matériaux en acier existants. L'incident du "9.11" aux États-Unis a révélé la faible résistance au ramollissement à haute température des structures en acier utilisées dans la construction, ce qui a favorisé le développement d'acier laminé à chaud à haute résistance résistant au feu et aux intempéries.
Développer d'autres aciers à hautes performances : utiliser divers nouveaux procédés et de nouvelles méthodes pour fabriquer de nouveaux aciers à outils avec une bonne ténacité et une bonne résistance à l'usure. L'alliage économique est une direction de développement de l'acier rapide, et le développement de diverses technologies de traitement de surface pour les matériaux d'outils est d'une grande importance dans le développement de nouveaux matériaux d'outils.
Technologie de préparation avancée: telle que la technologie de traitement des métaux semi-solides, la maturité et l'application de la technologie des alliages aluminium-magnésium, la limite technique de l'acier existant et le renforcement et la trempe de l'acier sont les directions des efforts.
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3. Développement durable et tendance des matériaux métalliques
En 2004, "L'industrie des matériaux dans une société de recyclage - Développement durable de l'industrie des matériaux" a été proposée.
La métallurgie microbienne : une production sans déchets, déjà produite industriellement dans de nombreux pays. Le cuivre produit par la métallurgie microbienne aux États-Unis représente 10 % de la production totale, et les ascidies sont cultivées artificiellement au Japon pour extraire le vanadium. L'eau de mer est un minéral liquide et la quantité d'éléments d'alliage contenus dans l'eau de mer dépasse 10 milliards de tonnes. Désormais, le magnésium, l'uranium et d'autres éléments peuvent être extraits de l'eau de mer. Environ 20 % du magnésium produit dans le monde provient de l'eau de mer, et les États-Unis répondent déjà à 80 % de la demande pour ce type de magnésium.
Industrie des matériaux de recyclage : pour s'adapter aux besoins de l'époque, intégrer la conscience écologique et environnementale dans la conception des produits et des processus de production, améliorer le taux d'utilisation des matériaux et réduire la charge environnementale dans le processus de production et d'utilisation. Développer une industrie formant un cercle vertueux "ressources→matériaux→environnement".
La direction principale du développement des alliages est les alliages faiblement alliés et à usage général, formant un système de matériaux verts/écologiques, propice au recyclage et au recyclage des matériaux. Il est nécessaire de rechercher et de développer des matériaux verts et des matériaux respectueux de l'environnement qui sont étroitement liés à la vie des gens.
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4. L'alliage de titane est appelé "métal de l'espace" et "acier du futur"
Les alliages de titane peuvent conserver une résistance élevée à des températures élevées et basses, et leur résistance à la corrosion est inégalée. Le titane est abondant dans la terre (0,6 %). Cependant, le processus d'extraction est compliqué, le coût est élevé et la large application est limitée. L'alliage de titane sera l'un des matériaux métalliques qui apportera une contribution importante à l'humanité au 21e siècle.
5. Métaux non ferreux
Les ressources sont confrontées à un grave problème de développement non durable, principalement en raison de graves dommages aux ressources, d'un faible taux d'utilisation et d'un gaspillage alarmant. La technologie de traitement intensif est arriérée, les produits haut de gamme font défaut; les réalisations innovantes sont peu nombreuses et le degré d'industrialisation des réalisations de haute technologie n'est pas élevé. Le développement de matériaux structuraux à haute performance et de leurs méthodes de traitement avancées est le courant dominant, tel que : les alliages aluminium-lithium, les alliages d'aluminium à solidification rapide, etc. Les matériaux fonctionnels en métaux non ferreux sont également la direction du développement.
