1. धातु सामग्री का अतीत, वर्तमान और भविष्य
चरण 1 - कच्चे इस्पात का उत्पादन
4300 ईसा पूर्व: प्राकृतिक सोना, तांबा और फोर्जिंग शिल्प
2800 ईसा पूर्व: लोहा गलाना
2000 ईसा पूर्व: कांस्य के सामान, झंकार और हथियारों की समृद्धि (शांग, झोउ, वसंत और शरद ऋतु और युद्धरत राज्य)
पूर्वी हान राजवंश: बार-बार फोर्जिंग स्टील → सबसे आदिम विरूपण गर्मी उपचार प्रक्रिया।
शमन तकनीक: "पांच जानवरों के डूबने से स्नान, पांच जानवरों की चर्बी से शमन" (आधुनिक जल शमन, तेल शमन)।
वू के राजा फुचाई और यू के राजा गौजियान
शांग और झोउ राजवंशों से कांस्य डन और ज़ून प्लेटें
शांग राजवंश कांस्य मानव चेहरा अनुदैर्ध्य आँखों के साथ
लीगुडुन मकबरे नंबर 2 से झंकार घंटी की एक प्रति
1981 में, सटीक लय और सुंदर समय के साथ, हुबेई प्रांत के लीगुडुन में मकबरे नंबर 2 से युद्धरत राज्यों की अवधि के चाइम बेल्स का एक सेट खोजा गया था। इसकी संख्या और पैमाने ज़ेंग होउ यी झंकार घंटियों के बाद दूसरे स्थान पर हैं, जिनकी कुल सीमा 5 सप्तक से अधिक है। इसे स्वयं ट्यून किया जा सकता है, और पांच-टोन, छह-टोन और सात-टोन स्केल से बना विभिन्न संगीत बजाया जा सकता है। एक साथ प्रदर्शन करने के लिए पांच लोगों की आवश्यकता होती है, और सभी आवाजें एक सुर में, सिम्फोनिक और ओवरलैपिंग में निकलती हैं, जो प्राचीन संगीत की अद्वितीय ध्वनि होने के योग्य है।
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दूसरा चरण - धातु सामग्री के अनुशासन की नींव
धातु सामग्री विषयों की नींव रखें: मेटलोग्राफी, मेटलोग्राफी, चरण परिवर्तन और मिश्र धातु इस्पात, आदि।
1803: डाल्टन ने परमाणु सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, अवोगाद्रो ने आणविक सिद्धांत का प्रस्ताव रखा।
1830: हेसल ने 32 प्रकार के क्रिस्टल प्रस्तावित किये और क्रिस्टल इंडेक्स को लोकप्रिय बनाया।
1891: रूस, जर्मनी, ब्रिटेन और अन्य देशों के वैज्ञानिकों ने स्वतंत्र रूप से जाली संरचना सिद्धांत की स्थापना की।
1864: सॉर्बी ने पहली मेटलोग्राफिक तस्वीर तैयार की, 9 बार, लेकिन महत्वपूर्ण।
1827: कार्स्टन ने स्टील से Fe3C को अलग किया और 1888 में एबेल ने साबित किया कि यह Fe3C था।
1861: ओचेर्नोव ने स्टील के क्रांतिक परिवर्तन तापमान की अवधारणा का प्रस्ताव रखा।
19वीं सदी के अंत में: मार्टेंसाइट अनुसंधान फैशनेबल हो गया है, गिब्स ने चरण कानून प्राप्त किया, रॉबर्ट-ऑस्टेन ने ऑस्टेनाइट की ठोस समाधान विशेषताओं की खोज की, और रूज़बूम ने Fe-Fe3C प्रणाली का संतुलन आरेख स्थापित किया।
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तीसरा चरण - सूक्ष्म-संगठन सिद्धांत का महान विकास
मिश्र धातु चरण आरेख, एक्स-रे का आविष्कार और अनुप्रयोग, अव्यवस्था सिद्धांत की स्थापना।
1912: एक्स-रे की खोज की गई, पुष्टि की गई कि (δ)-Fe bcc है, -Fe fcc है; ठोस समाधान कानून.
1931: मिश्र धातु तत्वों के क्षेत्र के विस्तार और संकुचन की खोज।
1934: रूसी पोलैनी, हंगेरियन ओरोवन और ब्रिटिश टेलर ने स्टील के प्लास्टिक विरूपण को समझाने के लिए स्वतंत्र रूप से अव्यवस्था सिद्धांत का प्रस्ताव रखा; मार्टेंसिटिक परिवर्तन की क्रिस्टलोग्राफी।
1938: इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का आविष्कार हुआ।
1910: स्टेनलेस स्टील का आविष्कार हुआ, और F स्टेनलेस स्टील का आविष्कार 1912 में हुआ।
1990: ब्रिनेल कठोरता परीक्षक का आविष्कार करते हुए, ग्रिफ़िथ ने प्रस्तावित किया कि तनाव एकाग्रता से माइक्रोक्रैक पैदा होंगे।
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चतुर्थ चरण - सूक्ष्म सिद्धांत का गहन अध्ययन
सूक्ष्म सिद्धांत पर गहन शोध: परमाणु प्रसार और उसके सार पर शोध; स्टील टीटीटी वक्र माप; बैनाइट और मार्टेंसाइट परिवर्तन सिद्धांत ने एक अपेक्षाकृत पूर्ण सिद्धांत का निर्माण किया।
अव्यवस्था सिद्धांत की स्थापना: इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आविष्कार ने स्टील में दूसरे चरण की वर्षा, अव्यवस्था पर्ची, और अपूर्ण अव्यवस्थाओं, स्टैकिंग दोष, अव्यवस्था दीवारों, उपसंरचनाओं, कॉटरेल वायु द्रव्यमान इत्यादि की खोज को प्रेरित किया और विकसित किया। विस्थापन सिद्धांत. ग़लत सिद्धांत.
नए वैज्ञानिक उपकरणों का लगातार आविष्कार किया जा रहा है: इलेक्ट्रॉन जांच, क्षेत्र आयन उत्सर्जन माइक्रोस्कोप और क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन माइक्रोस्कोप, स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसटीईएम), स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम), परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम), आदि।
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2. आधुनिक धातु सामग्री
उन्नत संरचनात्मक सामग्रियों का अनुसंधान और विकास एक शाश्वत विषय है।
उच्च प्रदर्शन वाली संरचनात्मक सामग्री विकसित करें: उच्च शक्ति, उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध से लेकर यांत्रिक वजन कम करने, प्रदर्शन में सुधार और सेवा जीवन का विस्तार करने तक। कंपोजिट से लेकर संरचनात्मक सामग्री, जैसे एल्यूमीनियम मैट्रिक्स कंपोजिट तक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला। विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए कम तापमान वाले ऑस्टेनिटिक स्टील्स का विकास करना।
पारंपरिक संरचनात्मक सामग्रियों का परिवर्तन: महत्वपूर्ण तरीका बेहतर और अधिक समान संरचनाएं, शुद्ध सामग्री और शिल्प कौशल पर ध्यान केंद्रित करना है। "नई पीढ़ी की स्टील सामग्री" मौजूदा स्टील सामग्री से दोगुनी मजबूत है। संयुक्त राज्य अमेरिका में "9.11" घटना ने निर्माण में प्रयुक्त स्टील संरचनाओं के उच्च तापमान नरमी के प्रति खराब प्रतिरोध को उजागर किया, जिसने उच्च शक्ति वाले हॉट-रोल्ड आग प्रतिरोधी और मौसम प्रतिरोधी स्टील के विकास को बढ़ावा दिया।
अन्य उच्च-प्रदर्शन वाले स्टील विकसित करें: अच्छी कठोरता और पहनने के प्रतिरोध के साथ नए टूल स्टील का निर्माण करने के लिए विभिन्न नई प्रक्रियाओं और नई विधियों का उपयोग करें। किफायती मिश्रधातु उच्च गति वाले स्टील के विकास की दिशा है, और नई उपकरण सामग्री के विकास में उपकरण सामग्री के लिए विभिन्न सतह उपचार प्रौद्योगिकियों के विकास का बहुत महत्व है।
उन्नत तैयारी तकनीक: जैसे धातु अर्ध-ठोस प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु प्रौद्योगिकी की परिपक्वता और अनुप्रयोग, मौजूदा स्टील की तकनीकी सीमा और स्टील की मजबूती और कठोरता प्रयासों की दिशा है।
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3. धातु सामग्री का सतत विकास और प्रवृत्ति
2004 में, "पुनर्चक्रण समाज में सामग्री उद्योग - सामग्री उद्योग का सतत विकास" प्रस्तावित किया गया था।
माइक्रोबियल धातुकर्म: अपशिष्ट-मुक्त उत्पादन, पहले से ही कई देशों में औद्योगिक रूप से उत्पादित। संयुक्त राज्य अमेरिका में माइक्रोबियल धातु विज्ञान द्वारा उत्पादित तांबा कुल उत्पादन का 10 प्रतिशत है, और जापान में वैनेडियम निकालने के लिए समुद्री स्क्वर्ट्स की कृत्रिम रूप से खेती की जाती है। समुद्री जल एक तरल खनिज है, और समुद्री जल में मिश्रधातु तत्वों की मात्रा 10 अरब टन से अधिक है। अब समुद्री जल से मैग्नीशियम, यूरेनियम और अन्य तत्व निकाले जा सकते हैं। दुनिया में उत्पादित लगभग 20 प्रतिशत मैग्नीशियम समुद्री जल से आता है, और संयुक्त राज्य अमेरिका पहले से ही इस तरह के मैग्नीशियम की 80 प्रतिशत मांग को पूरा करता है।
पुनर्चक्रण सामग्री उद्योग: समय की जरूरतों के अनुकूल होने के लिए, उत्पादों और उत्पादन प्रक्रियाओं के डिजाइन में पारिस्थितिक और पर्यावरणीय जागरूकता को एकीकृत करना, सामग्रियों की उपयोग दर में सुधार करना और उत्पादन और उपयोग की प्रक्रिया में पर्यावरणीय बोझ को कम करना। एक ऐसा उद्योग विकसित करें जो "संसाधन→सामग्री→पर्यावरण" का एक अच्छा चक्र बनाता है।
मिश्र धातु विकास की मुख्य दिशा कम-मिश्र धातु और सामान्य प्रयोजन मिश्र धातु है, जो एक हरित/पारिस्थितिक सामग्री प्रणाली का निर्माण करती है, जो सामग्री के पुनर्चक्रण और पुनर्चक्रण के लिए अनुकूल है। हरित सामग्रियों और पर्यावरण के अनुकूल सामग्रियों का अनुसंधान और विकास करना आवश्यक है जो लोगों के जीवन से निकटता से संबंधित हैं।
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4. टाइटेनियम मिश्र धातु को "अंतरिक्ष धातु" और "भविष्य का स्टील" कहा जाता है
टाइटेनियम मिश्र धातु उच्च और निम्न तापमान पर उच्च शक्ति बनाए रख सकते हैं, और उनका संक्षारण प्रतिरोध बेजोड़ है। पृथ्वी में टाइटेनियम प्रचुर मात्रा में है (0.6 प्रतिशत)। हालाँकि, निष्कर्षण प्रक्रिया जटिल है, लागत अधिक है, और व्यापक अनुप्रयोग सीमित है। टाइटेनियम मिश्र धातु उन धातु सामग्रियों में से एक होगी जो 21वीं सदी में मानव जाति के लिए महत्वपूर्ण योगदान देगी।
5. अलौह धातुएँ
संसाधनों को अस्थिर विकास की गंभीर समस्या का सामना करना पड़ रहा है, जिसका मुख्य कारण संसाधनों की गंभीर क्षति, कम उपयोग दर और खतरनाक बर्बादी है। गहन प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी पिछड़ी हुई है, उच्च-स्तरीय उत्पादों की कमी है; नवीन उपलब्धियाँ कम हैं, और उच्च-तकनीकी उपलब्धियों का औद्योगीकरण स्तर अधिक नहीं है। उच्च-प्रदर्शन संरचनात्मक सामग्रियों और उनकी उन्नत प्रक्रिया विधियों का विकास मुख्यधारा है, जैसे: एल्यूमीनियम-लिथियम मिश्र धातु, तेजी से जमने वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातु, आदि। अलौह धातु कार्यात्मक सामग्री भी विकास की दिशा है।
