متالورژی

با سلام خدمت همراهان همیشگی پارس بوته. امروز هم با یک مطلب آموزشی دیگر در خدمت شما هستیم. قبل از این‌‌که به معرفی و بررسی این علم بپردازیم لازم است یک نکته در خصوص شباهت و تفاوت دو واژه متالوژی و متالورژی که برای خیلی از شما دوستان عزیز سوال هست خدمت شما بیان کنیم.

این کلمه را شاید بتوان این گونه بیان کرد که از ادغام دو واژه متالون (metallon) که به معنی فلز و آرگون  است و (ergon) که به معنی کار است معنی می دهد و شاید شما هم فکر کنید که این کلمه در واقع همان واژه متالوژی است که به معنی فلزشناسی است اما باید گفت که دانشی با این نام وجود ندارد.

این دانش از زیر مجموعه های مهندسی مواد است و در آن به آشنایی با انواع فلزات و خواص آن ها می پردازند و همچنین  جداسازی ماده فلزی از سنگ معدن، ذوب کردن، تصفیه فلزات و تولید شمش را فرا می گیرند. همچنین در آن بهبود خاصیت فلزات، تهیه انواع آلیاژها، کار بر روی فلزات مثل ریخته گری، شکل دهی و جوشکاری انجام می شود.

درک هر علمی در برگیرنده مطالعه خواص، انتخاب، تولید و به کارگیری مواد در حوزه‏‌های مختلف مهندسی است. این صنعت از زمان های قدیم به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفت‏  تکنولوژی، نقش آن مهم‌‏تر و جنبه‌های کاربردی آن متنوع ‏تر می‌شود.

به خصوص با پیشرفت دانش و تکنولوژی در حوزه ی نانو، بیو مواد و مواد کامپوزیت نقش مهندسی متالورژی در بین علم و مهندسی بسیار پررنگ‌تر می‌شود.

تاریخچه متالورژی

انسان ها از قدیم الایام به فلزات علاقع داشتند و از آن ها استفاده های بسیار زیادی می کردند به طوری که در کتاب ها آمده که از 8 هزار سال قبل از میلاد مصری ها اولین قومی بودند که از فلزات استفاده کردند.

متالورژی در ایران هم شناسایی شده و گفته می شود از دوره هخامنشیان ، آثاری از نقره و طلا در در شهرهایی از ایران بوده است و همچنین محققان یافته اند در فلات ایران مردمانی زندگی می کردند که توانسته اند از فلزات در کاربردهای مختلف استفاده کنند.

کاربردهای متالورژی(متالوژی)

این علم نقش مهمی در توسعه مواد با خواص و عملکرد مطلوب دارد. زیرشاخه‌های تخصصی این علم عبارتند از:

• کاربردی چدن
• کاربردی فولاد
• کوره الکتریکی (EAF)
• نورد فولاد

که هر کدام بر جنبه‌های خاصی از فلزات و کاربردهای آنها تمرکز دارند.

در این فرآیند ها از ادوات و وسایل زیادی استفاده می شود که بوته گرافیتی یکی از آن هاست. این محصولات ظروف و یا مخازن نسوزی هستند که از آن‌ها برای دادن حرارت بالا به مواد و در کل برای ذوب فلزات مختلفی مانند آلومینیوم، مس، آهن و … استفاده می‌شود. شکل ظاهری این بوته‌ها استوانه‌ای، بشکه‌ای و یا مخروطی است و جنسشان از گرافیت و یا سیلیکون کاربید است.

متالورژی چدن

ماده معدنی چدن به دلیل ریخته گری فوق‌العاده خوب آن و مقاومت در برابر سایش عالی و خواص استحکام بالا مشهور است. این نوع چدن مستلزم درک ریزساختار و ترکیب آنهاست که عمدتاً از آهن، کربن و عناصر آلیاژی مانند سیلیکون، منگنز و کروم تشکیل شده است.

چدن‌ها به دلیل مقاومت در برابر حرارت بالا و هزینه کم در تولیدشان برای ساخت انواع بلوک موتور، لوله و ظروف پخت و پز کاربرد فراوانی دارند.

متالورژی فولادها

فولادها دارای خواص زیاد در زمینه‌های گوناگون هستند و به طور گسترده در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این دانش شامل یادگیری در مورد انواع فولادها و گریدهای مختلف آن مانند فولاد کربنی، ضد زنگ و آلیاژی است که بر اساس ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و مقاومت حرارتی طبقه‌بندی می‌شوند.

متالورژی کوره قوس الکتریکی (EAF)

کوره قوس الکتریکی (EAF) یکی از جنبه‌های مهم تولید فولاد است. اصول و شیوه‌های علم کوره قوس الکتریکی حول استفاده از قوس الکتریکی برای ذوب ضایعات یا هدایت آهن احیا شده برای تولید فولاد گرایش دارد. در این دستگاه امکان کنترل دقیق ترکیب شیمیایی فولاد امکان پذیر شده است که امکان تولید گریدهای خاص متناسب با نیازهای مختلف را فراهم می‌کند. کوره قوس الکتریکی همچنین در بازیافت فلزات و تولید فولادهای ویژه کارایی دارد.

متالورژی نورد فولاد

تکنولوژی نورد فولاد نقش مهمی در ساخت و ساز فولاد به اشکال و پروفیل‌های مختلف دارد. فولاد از طریق فرآیند نورد گرم یا نورد سرد تحت شرایط کنترل شده برای دستیابی به ابعاد، پوشش سطح و خواص مکانیکی خاص تغییر شکل می‌دهد.

این دانش شامل بهینه‌سازی مشخصه هایی مثل دما، نسبت‌های کاهش و سرعت خنک‌سازی برای اطمینان از پالایش دانه، استحکام مکانیکی و شکل‌پذیری مناسب است.

این شاخه از متالورژی بر محصول نهایی که می‌تواند لوله مبلی، پروفیل مبلی، پروفیل سبک، لوله داربست، لوله استیل، پروفیل استیل یا پروفیل آهن باشد، تأثیر گذاشته و بر کیفیت و عملکرد ورق‌های فولادی مانند ورق سیاه، لوله‌ها و اجزای سازه‌ای تأثیر بسزایی می‌گذارد.

جمع بندی

در این مقاله دنیای وسیع و کاربردی متالورژی را مورد بررسی قرار دادیم و با وجود زمینه های استفاده، ساخت و ساز و اطلاعات زیاد این علم تا جایی که امکان داشت اطلاعاتی را در اختیار شما قرار دادیم. امیدواریم توانسته باشیم اطلاعات جامع و کاملی را در اختیار شما قرار داده باشیم تا  بتوانید راه خود را در این صنعت به درستی انتخاب کنید.