À la fin de cette leçon, vous devriez être en mesure de :
Le processus d'extraction des métaux sous leur forme naturelle s'appelle la métallurgie. Les composés de métaux qui se trouvent mélangés avec le sol, le sable, le calcaire et les roches sont appelés minéraux. L'extraction de métaux à partir de minéraux à des fins commerciales est bon marché et nécessite un minimum d'effort. Ces minéraux sont appelés minerais. Une substance est ajoutée à la charge dans le four dans le but d'éliminer les impuretés. Cette substance est appelée flux. La métallurgie implique le processus de purification des métaux ainsi que la formation d'alliages.
La métallurgie étudie également le comportement chimique et physique des éléments métalliques, des composés intermétalliques, ainsi que leurs mélanges appelés alliages . La métallurgie est différente de la métallurgie. La métallurgie dépend de la métallurgie. Une personne qui pratique la métallurgie s'appelle un métallurgiste .
La métallurgie peut être largement regroupée en métallurgie physique et métallurgie chimique. La métallurgie physique concerne les propriétés physiques, les performances physiques et les propriétés mécaniques des métaux. La métallurgie chimique se concentre sur l'oxydation et la réduction des métaux et leurs performances chimiques.
Historiquement, la métallurgie s'est principalement concentrée sur la production de métaux. La production de métaux commence par le traitement du minerai pour extraire le métal. Cela comprend le mélange de métaux pour produire des alliages. Les alliages métalliques sont principalement constitués d'un mélange de deux éléments métalliques ou plus. L'étude de la production des métaux est classée en métallurgie ferreuse et métallurgie non ferreuse.
La métallurgie ferreuse implique des alliages et des procédés à base de fer. La métallurgie des non-ferreux implique des alliages et des procédés basés sur d'autres métaux que le fer.
Les processus métallurgiques traditionnels comprennent la production de métaux, l'analyse des défaillances, le traitement thermique et l'assemblage de métaux comme le brasage, le brasage et le soudage. Les domaines émergents dans le domaine de la métallurgie comprennent la nanotechnologie, les matériaux biomédicaux, les matériaux électroniques comme les semi-conducteurs, ainsi que l'ingénierie des surfaces.
Le processus d'extraction des métaux de leurs minerais et de leur raffinage pour une utilisation est la métallurgie. Voici les différentes étapes des procédés métallurgiques ou d'extraction des métaux.
Concassage et broyage . C'est le premier procédé en métallurgie. Il s'agit de broyer les minerais en une poudre fine dans un broyeur à barres ou un concasseur. Ce processus s'appelle la pulvérisation.
La concentration des minerais . C'est le processus d'élimination des impuretés d'un minerai. On l'appelle aussi minéralisation. Vous trouverez ci-dessous diverses méthodes de concentration des minerais.
Ci-dessous, une illustration du processus d'extraction du cuivre.
Extraction des métaux . La métallurgie extractive consiste à retirer les métaux précieux des minerais, puis à les raffiner en une forme plus pure. Pour que vous puissiez convertir un sulfure métallique ou un oxyde métallique en un métal pur, vous devez réduire le minerai chimiquement, physiquement ou électrolytiquement.
Affinage et purification des métaux impurs . Des métaux tels que l'aluminium, le cuivre et le fer sont présents dans la nature dans des états combinés. Ils peuvent être sous forme de carbonates, de sulfures ou d'oxydes. Les métaux extraits de leurs minerais ne sont pas toujours sous leur forme pure. Ils contiennent des impuretés qui doivent être éliminées. Le but de ce processus est de s'assurer que le métal produit est dans sa forme la plus pure. Le processus de purification des métaux extraits est appelé raffinage. Il existe différentes méthodes de raffinage des métaux. La méthode utilisée dépend des impuretés présentes et de leur différence de propriétés avec le métal à raffiner.
D'autres domaines liés à la métallurgie comprennent:
Les métaux couramment utilisés en ingénierie comprennent le fer, le cuivre, le magnésium, le zinc, le nickel, le titane, le silicium et l'aluminium. Ces métaux sont principalement utilisés comme alliages à l'exception du silicium. Le système d'alliage fer-carbone est aujourd'hui très courant. Il comprend les fontes et l'acier. Les aciers au carbone ordinaires ont du carbone comme seul élément d'alliage. Ils sont utilisés dans des applications à haute résistance et à faible coût où ni la corrosion ni le poids ne sont une préoccupation majeure.
L'acier inoxydable tel que les alliages de nickel, l'acier galvanisé, les alliages de titane ou parfois les alliages de cuivre est appliqué là où la résistance à la corrosion est requise.
Les alliages de magnésium et les alliages d'aluminium sont principalement utilisés lorsque des pièces solides et légères sont nécessaires, comme dans l'aérospatiale et l'ingénierie automobile.
Les alliages cuivre-nickel comme Monel sont appliqués dans des environnements hautement corrosifs ainsi que pour des applications non magnétiques.
Les superalliages à base de nickel comme l'Inconel sont utilisés dans des applications à haute température telles que les turbocompresseurs, les réservoirs sous pression, les échangeurs de chaleur et les turbines à gaz.
Les métaux sont façonnés par des processus tels que :
Les processus de travail à froid font référence à la modification de la forme d'un produit par fabrication, laminage ou autres processus, le produit étant encore froid. Cela contribue à augmenter sa résistance, un processus appelé écrouissage .
Les métaux peuvent être traités thermiquement afin de modifier les propriétés de ductilité, de résistance, de ténacité, de résistance à la corrosion et de dureté. Les processus de traitement thermique les plus courants comprennent le revenu, la trempe et le recuit.
Nous avons appris cela;
