धातु सामग्री के विकास का एक संक्षिप्त इतिहास

1. धातु सामग्री का अतीत, वर्तमान और भविष्य

चरण 1 - कच्चा इस्पात उत्पादन

4300 ईसा पूर्व: प्राकृतिक सोना, तांबा और फोर्जिंग और अन्य शिल्प

2800 ईसा पूर्व: लोहे को गलाना

2000 ईसा पूर्व: कांस्य, झंकार और हथियारों की समृद्धि (शांग, झोउ, वसंत और शरद ऋतु और युद्धरत राज्य)

पूर्वी हान राजवंश: स्टील की बार-बार फोर्जिंग → 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)

किंग वू का फूचाई भाला और यू किंग गौजियन की तलवार

शांग और झोउ राजवंशों से कांस्य डुन्हे ज़ुनपैन

शांग राजवंश कांस्य मानव चेहरा चित्र

लीगुडुन मकबरे नंबर 2 से झंकार की प्रतिकृति

1981 में, सटीक लय और सुंदर समय के साथ, हुबेई प्रांत के लीगुडुन में मकबरे नंबर 2 से युद्धरत राज्यों की अवधि की झंकार घंटियों का एक सेट खोजा गया था। इसकी संख्या और पैमाना ज़ेंग होउई की झंकार के बाद दूसरे स्थान पर है, जिसकी कुल सीमा पाँच सप्तक से अधिक है। इसे पांच, छह और सात-स्वर स्केल से बने विभिन्न संगीत बजाने के लिए स्वयं ही संशोधित किया जा सकता है। इसमें पांच लोगों को एक साथ प्रदर्शन करने की आवश्यकता होती है, जिसमें सभी आवाजें एक सुर में गाती हैं और सिम्फनी दोहराई जाती है। यह प्राचीन संगीत की उत्कृष्ट कृति होने के योग्य है।

दूसरा चरण - धातु सामग्री अनुशासन की नींव

धातु सामग्री विषयों की नींव रखें: धातु विज्ञान, धातु विज्ञान, चरण परिवर्तन और मिश्र धातु इस्पात, आदि।

1803: डाल्टन ने परमाणु सिद्धांत और एवोगैड्रो ने आणविक सिद्धांत प्रस्तावित किया।

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 बनाया।

1864: सोर्बी 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 संक्रमण तापमान की अवधारणा का प्रस्ताव रखा।

19वीं सदी का अंत: मार्टेंसाइट अनुसंधान फैशनेबल हो गया है, गिब्स ने चरण कानून प्राप्त किया, रॉबर्ट-ऑस्टेन ने ऑस्टेनाइट के ठोस समाधान गुणों की खोज की, और रूज़बूम ने Fe-Fe3C प्रणाली का संतुलन आरेख स्थापित किया।

तीसरा चरण - सूक्ष्मसंगठनात्मक 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, जिससे पुष्टि हुई कि (δ)-Fe bcc है और -Fe fcc है; ठोस समाधान कानून.

1931: क्षेत्र के विस्तार और संकुचन में मिश्र धातु तत्वों की भूमिका की खोज की गई।

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, F स्टेनलेस स्टील का आविष्कार 1912 में हुआ, आदि।

1990: ब्रिनेल कठोरता परीक्षक का आविष्कार करते हुए, ग्रिफ़िथ ने प्रस्तावित किया कि तनाव एकाग्रता से माइक्रोक्रैक हो सकते हैं।

चौथा चरण - सूक्ष्म सिद्धांत पर गहन शोध

सूक्ष्म सिद्धांत का गहन अध्ययन: परमाणु प्रसार और उसके सार पर शोध; स्टील टीटीटी वक्र का निर्धारण; बैनाइट और मार्टेंसाइट परिवर्तन सिद्धांत ने एक अपेक्षाकृत पूर्ण सिद्धांत का निर्माण किया।

अव्यवस्था सिद्धांत की स्थापना: इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आविष्कार ने स्टील और अव्यवस्था फिसलन में दूसरे चरण की वर्षा का अवलोकन किया, और अपूर्ण अव्यवस्थाओं, स्टैकिंग दोष, अव्यवस्था दीवारों, उपसंरचनाओं, कॉटरेल वायु द्रव्यमान और अन्य घटनाओं की खोज की। और अव्यवस्था सिद्धांत का विकास। ग़लत सिद्धांत.

नए वैज्ञानिक उपकरणों का लगातार आविष्कार किया जा रहा है: इलेक्ट्रॉन जांच, क्षेत्र आयन उत्सर्जन और क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन माइक्रोस्कोप, स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसटीईएम), स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम), परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम), आदि।

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 उपयोगों की श्रृंखला के लिए कम तापमान वाले ऑस्टेनिटिक स्टील का विकास करें।

पारंपरिक संरचनात्मक सामग्रियों को बदलना: संरचना को बेहतर और अधिक समान बनाना, सामग्रियों को शुद्ध बनाना और शिल्प कौशल पर ध्यान देना महत्वपूर्ण तरीके हैं। "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 बनाने के लिए विभिन्न नई प्रक्रियाओं और नई विधियों का उपयोग करें। आर्थिक 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 सीमाएं और स्टील की मजबूती और सख्तता प्रयासों की दिशा है।

3. धातु सामग्री का सतत विकास और रुझान

2004 में, "एक परिपत्र 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 पैमाने पर प्रचलित है। संयुक्त राज्य अमेरिका तांबे का उत्पादन करने के लिए माइक्रोबियल धातुकर्म तरीकों का उपयोग करता है, जो कुल उत्पादन का 10% है, और जापान वैनेडियम निकालने के लिए कृत्रिम रूप से एस्किडियन की खेती करता है। समुद्री जल एक प्रकार का तरल खनिज है, और समुद्री जल में मिश्रधातु तत्वों की मात्रा 10 अरब टन से अधिक है। मैग्नीशियम और यूरेनियम जैसे तत्व अब समुद्री जल से निकाले जा सकते हैं। विश्व में उत्पादित मैग्नीशियम का लगभग 20% समुद्री जल से आता है। संयुक्त राज्य अमेरिका पहले से ही अपनी 80% मांग इस मैग्नीशियम से पूरा करता है।

पुनर्चक्रण सामग्री उद्योग: समय की जरूरतों के अनुरूप ढलना, उत्पादों और उत्पादन प्रक्रियाओं के डिजाइन में पारिस्थितिक और पर्यावरणीय जागरूकता को एकीकृत करना, सामग्री के उपयोग में सुधार करना और उत्पादन और उपयोग के दौरान पर्यावरणीय बोझ को कम करना। एक ऐसा उद्योग विकसित करें जो "संसाधन → सामग्री → पर्यावरण" का एक अच्छा चक्र बनाता है।

मिश्रधातु विकास की मुख्य दिशा हरित/पारिस्थितिकी सामग्री प्रणाली बनाने के लिए कम मिश्रधातु और सामान्य प्रयोजन मिश्रधातु है, जो सामग्रियों की पुनर्प्राप्ति और पुन: उपयोग 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।

4. टाइटेनियम मिश्र धातु को "अंतरिक्ष धातु" और "भविष्य का स्टील" कहा जाता है

टाइटेनियम मिश्र धातु उच्च और निम्न तापमान दोनों पर उच्च शक्ति बनाए रखते हैं, और उनका संक्षारण प्रतिरोध बेजोड़ है। पृथ्वी में टाइटेनियम प्रचुर मात्रा में (0.6%) है। हालाँकि, शोधन प्रक्रिया जटिल और महंगी है, और इसका 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 समस्याओं का सामना करना पड़ रहा है, जिसका मुख्य कारण गंभीर संसाधन क्षति, कम उपयोग दर और चौंका देने वाला अपशिष्ट है। गहन प्रसंस्करण तकनीक पिछड़ी हुई है और उच्च-स्तरीय उत्पादों की कमी है; कुछ नवीन उपलब्धियाँ हैं और उच्च-तकनीकी उपलब्धियों के औद्योगीकरण की डिग्री अधिक नहीं है। उच्च-प्रदर्शन संरचनात्मक सामग्रियों और उनके उन्नत प्रसंस्करण तरीकों 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।