К концу этого урока вы должны уметь:
Процесс извлечения металлов в их природной форме называется металлургией. Соединения металлов, которые находятся в смеси с почвой, песком, известняком и горными породами, называются минералами. Извлечение металлов из полезных ископаемых в коммерческих целях дешево и требует минимальных усилий. Эти полезные ископаемые называются рудами. Вещество добавляется в шихту в печи с целью удаления примесей. Это вещество называется флюсом. Металлургия включает в себя процесс очистки металлов, а также формирование сплавов.
Металлургия также изучает химическое и физическое поведение металлических элементов, интерметаллических соединений, а также их смесей, называемых сплавами . Металлургия отличается от металлообработки. Металлообработка зависит от металлургии. Человека, который занимается металлургией, называют металлургом .
Металлургию можно разделить на физическую металлургию и химическую металлургию. Физическая металлургия занимается физическими свойствами, физическими характеристиками и механическими свойствами металлов. Химическая металлургия фокусируется на окислении и восстановлении металлов и их химических свойствах.
Исторически сложилось, что металлургия в основном ориентирована на производство металлов. Производство металлов начинается с переработки руды для извлечения металла. Это включает смешивание металлов для получения сплавов. Металлические сплавы в основном состоят из смеси двух или более металлических элементов. Изучение производства металлов классифицируется на черную металлургию и цветную металлургию.
Черная металлургия включает сплавы и процессы, основанные на железе. Цветная металлургия включает в себя сплавы и процессы, основанные на других металлах, кроме железа.
Традиционные металлургические процессы включают производство металла, анализ отказов, термообработку и соединение металлов, например, пайку, пайку и сварку. Новые области в области металлургии включают нанотехнологии, биомедицинские материалы, электронные материалы, такие как полупроводники, а также инженерию поверхности.
Процесс извлечения металлов из их руд и их переработки для использования - это металлургия. Ниже приведены различные этапы металлургических процессов или извлечения металлов.
Дробление и измельчение . Это первый процесс в металлургии. Он включает в себя дробление руды в мелкий порошок в барной мельнице или дробилке. Этот процесс называется пульверизацией.
Концентрация руд . Это процесс удаления примесей из руды. Его также называют обогащением руды. Ниже приведены различные способы обогащения руд.
Ниже приведена иллюстрация процесса извлечения меди.
Добыча металлов . Добывающая металлургия включает в себя извлечение ценных металлов из руд и последующее их рафинирование в более чистую форму. Чтобы преобразовать сульфид или оксид металла в чистый металл, вы должны восстановить руду химически, физически или электролитически.
Аффинаж и очистка нечистых металлов . Такие металлы, как алюминий, медь и железо, встречаются в природе в комбинированных состояниях. Они могут быть в форме карбонатов, сульфидов или оксидов. Металлы, извлекаемые из их руд, не всегда находятся в чистом виде. Они содержат примеси, которые необходимо удалить. Целью этого процесса является обеспечение того, чтобы полученный металл был в чистом виде. Процесс очистки извлеченных металлов называется аффинажем. Существуют различные методы рафинирования металлов. Используемый метод зависит от присутствующих примесей и их различий в свойствах с рафинируемым металлом.
Другие области, связанные с металлургией, включают:
Общие металлы, используемые в технике, включают железо, медь, магний, цинк, никель, титан, кремний и алюминий. Эти металлы в основном используются в виде сплавов, за исключением кремния. Система сплава железо-углерод сегодня очень распространена. В него входят чугуны и стали. В простых углеродистых сталях единственным легирующим элементом является углерод. Они используются в высокопрочных и недорогих устройствах, где ни коррозия, ни вес не являются серьезной проблемой.
Нержавеющая сталь, такая как никелевые сплавы, оцинкованная сталь, титановые сплавы или иногда медные сплавы, применяется там, где требуется устойчивость к коррозии.
Магниевые сплавы и алюминиевые сплавы в основном используются там, где требуются прочные и легкие детали, например, в аэрокосмической и автомобильной технике.
Медно-никелевые сплавы, такие как монель, применяются в высококоррозионных средах, а также для немагнитных применений.
Суперсплавы на основе никеля, такие как Inconel, применяются в высокотемпературных устройствах, таких как турбокомпрессоры, сосуды под давлением, теплообменники и газовые турбины.
Металлы формируются с помощью таких процессов, как:
Процессы холодной обработки относятся к изменению формы продукта путем изготовления, прокатки или других процессов, при этом продукт все еще остается холодным. Это помогает увеличить его прочность, процесс, называемый наклепом .
Металлы могут подвергаться термической обработке для изменения таких свойств, как пластичность, прочность, ударная вязкость, устойчивость к коррозии и твердость. Наиболее распространенные процессы термической обработки включают отпуск, закалку и отжиг.
Мы узнали это;
