Metalurgie

Metalurgie je doména vědy materiálů a inženýrství materiálů to studuje fyzické a chemické chování kovových elementů, jejich směsi intermetallic a jejich směsice, který být volaly slitiny.

Extractive metalurgie

Extractive metalurgie je praxe kovů oddělování od jejich rudy a očišťování je do čistého kovu. Aby změnil oxid kovu nebo sirník ke kovu, oxid kovu musí být redukován jeden chemicky nebo electrolytically.

Metalurgie ve výrobní technice

Ve výrobní technice, metalurgie je znepokojena výrobou kovových součástí pro použití ve spotřebiteli nebo strojírenské výrobky. Toto zahrnuje výrobu slitin, tvarování, tepelné úpravy a povrchové léčby produktu. Úloha metallurgist je dosáhnout kritérií pro dimenzování specifikovaných mechanickým inženýrem, takový jako cena, váha, síla, tuhost, tvrdost, odolnost proti korozi a výkon v rozdílech teploty.

Obyčejné inženýrské kovy jsou hliník, chróm, měď, žehlit, hořčík, nikl, titan a zinek. Tito jsou nejvíce často použití jako slitiny. Velká snaha byla uložená po dohodě jeden velmi důležitý slitinový systém, to čištěného železa, který má uhlík rozpuštěný v tom, lépe známý jako ocel. Normální ocel je použita v nízkých nákladech, vysoké silové aplikace kde váha a koroze nejsou problém. Litiny, včetně tažného železa být také část tohoto systému.

Nerez ocel je používán kde odpor vůči korozi je důležitý. Hliníkové slitiny a slitiny hořčíku jsou užití na aplikace kde síla a světlost jsou požadovaní.

Většina kovů inženýrství je silnější než většina plastů a být tužší než většina keramik. Směsice plastů a materiálů takový jak skleněné vlákno a karbonové vlákno soupeří s kovy v aplikacích vyžadovat vysokou pevnost v tahu s malou váhou. Beton soupeří s kovy v aplikacích vyžadovat vysokou pevnost v tlaku a odpor vůči účinkům vody. Dřevo soupeří s kovem v aplikacích vyžadovat nízké náklady a dostupnost materiálů a nízkých nákladů stavby, také jak v aplikacích vyžadovat jistou estetiku.

Provozní podmínky produktu jsou velmi důležité; dobře navržený materiál vydrží očekával režimy poruchy takový jak koroze, koncentrace napětí, únava kovu, podlézavec a environmentální stres se zlomí. Železné kovy a některé hliníkové slitiny ve vodě a obzvláště v elektrolytickém roztoku takový jako slaná voda, korodovat rychle. Kovy v chladných nebo cryogenic podmínkách inklinují ztratit jejich tuhost stávat se více křehký a náchylný k popraskání. Kovy dolů continual cyklické nakládání může trpět únavou kovu. Kovy pod stálým napětím v horkých podmínkách mohou se plazit.

Výrobní technika kovů

Kovy jsou formovány procesy takový jak odlévací, kování, kroužení, vytlačování, aglomerovat, metalworking, strojní zpracování a zhotovení. S osazením, roztavený kov je nalit do tvarované formy. S kováním, rozpálená ubytovna je ukována do tvaru. S rolováním, ubytovna je prošel postupně užšími válci vytvořit list. S vytlačováním, horký a poddajný kov je vynucený pod tlakem přes umřít, který formuje to dříve, než to se ochladí. S slínováním, kovový prášek je stlačen do zemřít u vysoké horečky. Se strojním zpracováním, latěmi, frézami, stroji hoblování a vrtačkami být zvyklý na řez chladný kov ke tvaru. Se zhotovením, listy kovu jsou řez s gilotinama nebo ořezávače plynu a ohnul do tvaru.

“Chladné pracování” procesy, takový jako válcování a zhotovení, kde tvar produktu je změněn, zatímco produkt je chladný, může zvýšení síla produktu procesem nazývala práci přitvrzením. Přitvrzení práce vytvoří mikroskopické vady v kovu, který bránit se dalším změnám tvaru.

Různé formy osazení existují v průmyslu a akademickém světě. Tito zahrnují odlitek, lití na vytavitelný model (také volal “ztracený voskový proces”), zemřít jako osazení a plynulé lití.

Svařování je technika pro spojující se jisté železné kovy a jisté hliníkové slitiny. Kovy v svářet a na obou strany spoje jsou obecně podobné slitiny. Pájení je technika pro měď spojení-založené kovy.

Kovy mohou být teplo-ošetřoval annealing, hasicí a cementování měnit vlastnosti tuhosti, tvrdost nebo odpor vůči korozi. Annealing je používán vyrábět tvarovaný výrobek tužší tím, že redukuje účinky přitvrzení práce. Kalení a cementování jsou používáni vyrábět tvarovaný výrobek tvrdější.

Electroplating je hlavní povrchová léčebná technika a zahrnuje propojení tenká vrstva dalšího ochranného kovu takový jako zlato, stříbro, chróm nebo zinek k povrchu produktu redukovat korozi.

Elektrické a elektronické inženýrství

Metalurgie je také aplikována na elektrické a elektronické materiály kde jako kovy takový jak hliník, měď, cín a zlato jsou používáni v elektrických vedeních, drátech, tištěných deskách s obvody a integrovaných obvodech.

Pájet je metoda spojení kovové elektrické vodiče kde vysoká síla není požadovaná.

Metallurgical techniky

Metallurgists studovat mikroskopické mechanismy, které způsobí kov nebo slitinu chovat se v cestě že to dělá, tj. změny, které nastanou na atomovém měřítku to ovlivnit kov (nebo slitina je) makroskopické vlastnosti. Příklady nástrojů užitých na mikroskopickou zkoušku kovů jsou optické a elektronové mikroskopy a masa spectrometers.

Metallurgists studovat crystallography, účinky teploty a tepelnou úpravu na fázích komponenty slitin, takový jako eutectic a vlastnosti těch fází slitiny.

Makroskopické vlastnosti kovů jsou testovány používat stroje a zařízení, která změří pevnost v tahu, namáhání v tlaku a tvrdost.