Deri në fund të këtij mësimi, ju duhet të jeni në gjendje të:
Procesi i nxjerrjes së metaleve në formën e tyre natyrore quhet metalurgji. Përbërjet e metaleve që gjenden të përziera me tokë, rërë, gur gëlqeror dhe shkëmbinj quhen minerale. Nxjerrja e metaleve nga mineralet për qëllime komerciale është e lirë dhe kërkon përpjekje minimale. Këto minerale quhen xehe. Një substancë i shtohet ngarkesës në furrë për të hequr papastërtitë. Kjo substancë quhet fluks. Metalurgjia përfshin procesin e pastrimit të metaleve si dhe formimin e lidhjeve.
Metalurgjia studion gjithashtu sjelljen kimike dhe fizike të elementeve metalikë, përbërjeve ndërmetalike, si dhe përzierjet e tyre të quajtura lidhje . Metalurgjia është e ndryshme nga përpunimi i metaleve. Përpunimi i metaleve varet nga metalurgjia. Një person që praktikon metalurgji quhet metalurg .
Metalurgjia mund të grupohet gjerësisht në metalurgji fizike dhe metalurgji kimike. Metalurgjia fizike ka të bëjë me vetitë fizike, performancën fizike dhe vetitë mekanike të metaleve. Metalurgjia kimike fokusohet në oksidimin dhe reduktimin e metaleve dhe performancën e tyre kimike.
Historikisht, metalurgjia është fokusuar kryesisht në prodhimin e metaleve. Prodhimi i metaleve fillon me përpunimin e xehes për nxjerrjen e metalit. Kjo përfshin përzierjen e metaleve për të prodhuar lidhje. Lidhjet metalike përbëhen kryesisht nga një përzierje e dy ose më shumë elementëve metalikë. Studimi i prodhimit të metaleve klasifikohet në metalurgji me ngjyra dhe në metalurgji me ngjyra.
Metalurgjia e zezë përfshin lidhjet dhe proceset që bazohen në hekur. Metalurgjia me ngjyra përfshin lidhjet dhe proceset që bazohen në metale të tjera përveç hekurit.
Proceset tradicionale metalurgjike përfshijnë prodhimin e metaleve, analizën e dështimit, trajtimin termik dhe bashkimin e metaleve si saldimi, brazimi dhe saldimi. Fushat në zhvillim në fushën e metalurgjisë përfshijnë nanoteknologjinë, materialet biomjekësore, materialet elektronike si gjysmëpërçuesit, si dhe inxhinierinë sipërfaqësore.
Procesi i nxjerrjes së metaleve nga xehet e tyre dhe i rafinimit të tyre për përdorim është metalurgji. Më poshtë janë hapat e ndryshëm në proceset metalurgjike ose nxjerrjen e metaleve.
Thërrmimi dhe bluarja . Ky është procesi i parë në metalurgji. Ai përfshin grimcimin e xeheve në një pluhur të imët në një mulli ose polic. Ky proces quhet pluhurizim.
Përqendrimi i xeheve . Ky është procesi i heqjes së papastërtive nga një mineral. Quhet edhe salcë minerali. Më poshtë janë metoda të ndryshme të përqendrimit të xeheve.
Më poshtë është një ilustrim i procesit të nxjerrjes së bakrit.
Nxjerrja e metaleve . Metalurgjia nxjerrëse përfshin heqjen e metaleve të vlefshme nga xehet dhe më pas rafinimin e tyre në një formë më të pastër. Që të konvertoni një sulfur metali ose oksid metali në një metal të pastër, duhet të reduktoni mineralin kimikisht, fizikisht ose elektrolitikisht.
Rafinimi dhe pastrimi i metaleve të papastra . Metalet si alumini, bakri dhe hekuri gjenden në natyrë në gjendje të kombinuar. Ato mund të jenë në formën e karbonateve, sulfideve ose oksideve. Metalet e nxjerra nga xehet e tyre nuk janë gjithmonë në formën e tyre të pastër. Ato përmbajnë papastërti që duhen hequr. Qëllimi i këtij procesi është të sigurojë që metali i prodhuar të jetë në formën e tij më të pastër. Procesi i pastrimit të metaleve të nxjerra quhet rafinim. Ka metoda të ndryshme të rafinimit të metaleve. Metoda e përdorur varet nga papastërtitë e pranishme dhe dallimi i tyre në vetitë me metalin që rafinohet.
Fusha të tjera që lidhen me metalurgjinë përfshijnë:
Metalet e zakonshme të përdorura në inxhinieri përfshijnë hekurin, bakrin, magnezin, zinkun, nikelin, titanin, silikonin dhe aluminin. Këto metale përdoren kryesisht si aliazhe me përjashtim të silikonit. Sistemi i lidhjeve hekur-karbon është shumë i zakonshëm sot. Ai përfshin gize dhe çelik. Çeliqet e thjeshta me karbon kanë karbonin si elementin e vetëm lidhës. Ato përdoren në aplikime me rezistencë të lartë dhe me kosto të ulët, ku as korrozioni dhe as pesha nuk janë një shqetësim i madh.
Çeliku inox si lidhjet e nikelit, çeliku i galvanizuar, lidhjet e titanit ose ndonjëherë lidhjet e bakrit aplikohen aty ku kërkohet rezistencë ndaj korrozionit.
Lidhjet e magnezit dhe lidhjet e aluminit përdoren kryesisht aty ku kërkohen pjesë të forta dhe të lehta si në inxhinierinë e hapësirës ajrore dhe automobilave.
Lidhjet bakër-nikel si Monel aplikohen në mjedise shumë korrozive si dhe për aplikime jo magnetike.
Super lidhjet me bazë nikelit si Inconel aplikohen në aplikime me temperaturë të lartë si turbochargers, enë nën presion, shkëmbyes nxehtësie dhe turbina me gaz.
Metalet formohen përmes proceseve të tilla si:
Proceset e punës së ftohtë i referohen ndryshimit të formës së një produkti nga fabrikimi, rrotullimi ose procese të tjera, me produktin ende të ftohtë. Kjo ndihmon në rritjen e forcës së tij, një proces i quajtur forcim i punës .
Metalet mund të trajtohen me nxehtësi për të ndryshuar vetitë e duktilitetit, forcës, qëndrueshmërisë, rezistencës ndaj korrozionit dhe ngurtësisë. Proceset më të zakonshme të trajtimit termik përfshijnë kalitjen, shuarjen dhe pjekjen.
Ne kemi mësuar se;
