亚博网站下载材料选择在1901年更容易。钢铁时代已经成为主导,因为廉价的可用性钢转炉、平炉过程产生的19世纪的后半部分。尤其是低碳钢,使建设大型桥梁、海洋班机、火车和汽车。已经在一个国家的钢铁年产量被用作快速指标的工业力量,一个标准,持续接下来的世纪。世界钢铁生产已达到约3000万吨,1900年与890000吨的铅相比,下一个最常用的金属,在500 000吨铜和锌。除了贵重金属,锡是唯一的其他贱金属有重要工业的重要性。高分子科学和技术亚博老虎机网登录处于起步阶段,“赛璐珞”(硝酸纤维素软化樟脑油)是唯一合成塑料发明。陶瓷是基本上局限于陶器和建筑材料。亚博网站下载 在世纪之交的物理冶金学物理冶金学是处于起步阶段,相对很少被了解,或赞赏,对金属和合金的微观结构之间的关系以及它们如何执行服务。有趣的记录是两个重要的进步确实发生在那个时候涉及与连接到澳大利亚男人。一个是沃尔特Rosenhain合格在物理和墨尔本大学土木工程在1890年代和去了英格兰,他和e·a·尤因,使用光学显微镜,建立滑移变形的基本过程是在金属和合金。布拉格人威廉·劳伦斯和他的儿子,也在英格兰工作,利用x射线显示结晶固体的结构,设计了著名的布拉格定律,他们被授予1915年诺贝尔物理学奖。以前,威廉教授数学和物理科学阿德莱德大学从1885年到1909年。亚博老虎机网登录 自1901年以来的三个最重要的发现在20世纪,使用被发现对大多数金属组成接近四分之三的元素周期表,可用合金的数量随着时间的升级。现在,回想起来,我被要求给一个简短的解释我认为三个最重要的冶金发展自1901年澳大利亚联邦 铝合金时效硬化的发现铝,奥斯特在丹麦,1825年生产小锭的化学Sainte-Claire帝威在1855年的法国。当时,铝比黄金更加昂贵,但引起了拿破仑三世的注意预见其轻型防弹衣等用于军事目的。高压电力供应的可用性后,独立发现大厅于1886年在美国和法国Heroult导致了经济发展中提取铝的方法,今天仍然是生产这种金属的基础。 铝产量自1901年以来世界铝的生产已经达到约6000吨,到1900年,第二次世界大战开始的750000吨和470万吨到1960年当它超过铜成为第二个最常用的金属。现在世界年产量3000万吨左右,其中约三分之一是回收。因此铝是一个金属的20世纪,澳大利亚,铝直到1955年才产生的,已经成为世界上第五大的这个金属供应商现在是这个国家的第二最有价值的出口生产。 铝的主要用途铝的专业领域使用全球建筑和建筑、交通、容器和包装、和电子。造成产品占主导地位,传统的约占85%的铝,虽然稳步替代铸铁部件轻铝合金铸件在汽车正在改变这种wrought-to-cast合金比例。最大的单一使用铝是无处不在的饮料。这个应用程序开始的铝进入市场在1962年引入tear-top选项卡,或者所谓的易开,加入的盖子焊接钢。其次是全铝可以无缝的身体从滚床单的拔火罐,然后绘画和熨烫的墙壁。生产这0.30毫米厚可以从大身体表(例如600毫米),直接冷却铸钢锭的合金al - - mn - 1% - 1%毫克是一个技术复杂的过程,涉及小心控制均化,轧制和退火周期,以便获得正确平衡晶体纹理最小化流泪,加上足够的强度和延性。现在世界消费每年超过2000亿罐饮料,在美国,铝具有95%以上的市场。经济学的一个关键因素铝可以被有效回收,在一些国家,相当于超过三分之二的所有罐使用。 时效硬化铝铝合金的发展始于纯粹的金属的属性是不足以满足潜在客户的需求。1906年德国冶金家阿尔弗雷德•Wilm正在调查添加铜和其他金属铝的影响,希望找到一个更强的替代铜弹壳。这样一个合金,al - -铜- 0.5% - 3.5%毫克,被加热和淬火成水是否会变硬如钢铁类似的待遇。初步结果是令人失望的,但令他吃惊的是,一些天后测试由机会显示合金已成为明显的硬度和强度。这种现象被称为“时效硬化”,它只代表了新方法硬化合金的热处理淬火钢的影响被发现以来在公元前第二世纪1909年,Wilm给了杜烯工人在Duren独家权利他的专利和这家公司生产的第一张工作表在著名的组合称为“硬铝”。这种合金很快在1911年采用的结构成员齐柏林飞艇然后第一金属飞机,其四十F 13日在1919年首飞。年龄硬铝合金继续成为飞机结构的主要材料,反过来,为新合金的发展提供了持续的刺激。亚博网站下载 时效硬化机制时效硬化的硬铝的根本原因是未知Wilm,这种情况持续了一段时间,因为发生结构性的变化超出了光学显微镜的分辨率。过度饱和的概念减少固体溶解度的感应淬火因为铜铝与降低温度是1919年提出的。然后在1921年,建议硬化的形成可能是由于看不见的,“亚微观的沉淀”老化可能导致加强通过干扰滑动。独立的x射线研究纪尼厄1937年在法国和英国普雷斯顿透露了一些小尺度结构变化但直到透射电子显微镜的出现,详细了解降水过程在铝和其他合金是可能的。即便如此,重要的老化现象,如pre-precipitate原子聚集的作用,仍在显示随着原子探针电场离子显微镜的技术。 其他合金时效硬化许多合金系统响应时效硬化但没有发现了一些铝合金一样有效。最近的Al-Cu-Li-Mg-Ag合金开发屈服强度超过700 MPa的七十倍纯粹的铝金属的强度理论和方法。由于其相对较低的熔点和易于处理,铝经常被选为贱金属模型和开发新流程,后来被更广泛的应用。最著名的例子是大型钢锭的半连续铸造和坯料轧制、挤压和杆的连续铸造和表。此外,一些铝合金航空航天工业协会倾向于把他们在发达国家和新兴的前沿技术。因此,大部分的最近的工作层和金属基复合材料,机械合金化和快速凝固处理对铝合金进行了。 不锈钢
第一位发现不锈钢通常归因于h·布兰蕾谢菲尔德,1913年尝试合金钢可能抵抗腐蚀的枪管服务。几个月后他发现的一个作品,他拒绝,含有14%的铬、没有受损。这种钢是相对柔软,最初,他认为这是一个好奇心。据说,他让朋友警告他们,餐具刀不会减少!从那时起,许多不锈钢已经被开发出来,有些确实为国内使用,没有这很难想象化工等行业如何函数。 类型的不锈钢四个重要的不锈钢现在通常使用的类。共同点的存在超过12% Cr促进富含铬氧化物的表面保护膜的形成。他们分类根据微观结构为马氏体,铁素体,奥氏体和双相不锈钢。 马氏体不锈钢马氏体组织通常包含约13% cr和少量的碳,顾名思义,可以通过热处理的淬火硬化奥氏体区域各自的相图。一些包含额外的合金元素,这样他们应对二次硬化和显示良好的抗蠕变性600°C。马氏体不锈钢做的好好餐具等行业,有许多重要的用途在汽轮机叶片和滚珠轴承。 铁素体和奥氏体不锈钢铁素体和奥氏体不锈钢含有较高的铬,单相,他们通过冷加工只能加强。前主要是生产单和油管,通常用于汽车车身饰件,污染控制单元和排气系统。奥氏体不锈钢是最广泛使用的。它们还含有大量的镍和许多来自著名的“8”(18% cr - 8% - ni)组成,广泛用于深厨房的水槽等产品。它们被广泛用于化学工业中的关键组件(和一些高温抗氧化成分),食品加工和制药行业,许多建筑的目的。他们也有非磁性的有用的属性。 双相不锈钢双相不锈钢的铁素体/奥氏体微观结构和有理想的组合属性相对较高的强度和耐应力腐蚀开裂等。 替代的材料亚博网站下载对不锈钢Chromite-containing矿石金属铬的主要来源,因为他们主要发生在南部非洲和俄罗斯的政治不确定的位置,已给寻找耐蚀合金可以替代,经济上,目前不锈钢。然而,没有明显的成功取得装备。 沉淀硬化马氏体时效钢在冷战时期的1950年代,超音速轰炸机是美国设计的3马赫的速度飞行,体验气动加热250 - 30°C。这意味着传统的铝合金不能用于建设和当时唯一可行的选择是一个不锈钢形成的蜂窝板减肥。也需要开发一个不锈钢强度要高得多:重量比。这是通过添加少量的铝和钛某些nickel-containing不锈钢这刺激强烈反应时效硬化由于降水的一个或多个γ' Ni3Al等阶段。原型建造了这架飞机,但该计划后来被取消的这些所谓的导弹系统和PH不锈钢,其中一些是优点高达1500 mpa,已经仅用于专门的应用程序。然而,析出硬化被进一步开发的发展现在的范围称为马氏体时效钢,最初基于fe - 20%镍成分。再次元素如铝、钛镍和钼补充说,结合形成了γ'沉淀。一些马氏体时效钢产量优势超过2000 mpa,和最近的应用包括紧固件和飞机起落架。 核能亚博网站下载原材料和能源息息相关。工业原料的生产离不开能亚博网站下载源和能源的输入不能生成不使用专门的材料。这种情况尤其适用于核电,核裂变的翻译从原子物理学的领域到商业过程控制生产的电能,在十年内第二次世界大战结束后,是一个了不起的成就。现在世界上大约17%的发电。 问题材料用于核反应堆亚博网站下载核电反应堆的基本目的是维持铀同位素铀的裂变热能中子以一种受控制的方式,因此生成的热量可以删除和用来产生蒸汽发电。许多冶金问题必须解决。最初,物理冶金的研究与其几个同素异形体和同位素铀,和它的合金,提出了许多挑战。在一个反应堆的核心,铀金属或二氧化铀燃料棒必须包含在金属罐,以满足一组独特的需求。这些罐必须渗透中子裂变能持续、机械强在操作温度,化学稳定性对燃料包含内部和外部冷却剂,并允许高效传热从燃料到冷却剂。中子渗透率的第一要求立即有限的选择可以铍,镁、铝、锆和递增的顺序可能不锈钢中子俘获截面。尽管主要在几个国家的努力,铍金属证明在数量和棘手的生产制造,而铝被发现与铀燃料在高温反应。Mg-Al合金和双相不锈钢终于选定为两个不同的英国气冷式反应堆燃料罐。其他设计的反应堆采用水冷却,对于这些,锆合金被发现拥有属性的最佳组合。少就知道这种金属迫切研究的一般冶金必须启动。 One early problem was to find an economical way to separate hafnium, which always co-exists with zirconium and has a neutron capture some six hundred times higher. Ivan Newnham with the CSIRO Division of Industrial Chemistry in Melbourne developed one such method. 核能技术引起的问题出现核能技术引入了独特的问题,因为材料在反应堆堆芯持续暴露于高能辐射,特别是用中子轰击。亚博网站下载内部结构或所谓的辐射损伤,发生需要两种形式——位移损伤引起,因为原子被淘汰的平衡位置和变形破坏产生氙和氪气体会导致肿胀在燃料和可以。这些现象可能引起内部压力并导致形状变化。韧性是逐步减少,irradiation-induced蠕变可能成为一个问题。了解这些影响需要详细研究使用,特别是电子显微镜和显微结构开发的合金可以容纳组件的寿命规定的辐射损伤。 结束语正如上面提到的,两个提名的进步合金偶然发生在20世纪初。现在的理解物理冶金拥有先进的舞台,成为可以设计合金有属性匹配服务需求。回想起来,20世纪将被视为合金发展的黄金时代。特殊的成就是一个更精确的理解,实际合金元素的角色和控制微观结构的能力。而进一步优化合金成分无疑会持续到未来,壮观的进步的机会现在似乎更可能来自新的方法处理合金的发展。 最后一个评论是要注意,三个例子都是最初与战争有关。对于21世纪来说,希望新合金的发展,和材料,将会刺激更多的经济、社会和环境的需要。亚博网站下载 |