متالوژی یا متالورژی؟ واژه ی درست کدام است؟

اغلب افراد به اشتباه این لغت را با نام متالوژی می شناسند و آن را به این نام تلفظ می کنند. اما بهتر است بدانید که واژه ی درست، متالورژی (metallurgy) است و تلفظ آن همراه با "ر" می باشد. متالورژی شامل  دو کلمه ی " metal " و " ourgein " که به ترتیب به معنی " فلز" و " کارکردن " است.  که به طور کلی معنای این کلمه شناخت علم فلز و کار کردن با آن است؛ زیرا بدون شناخت، امکان کار کردن با آن وجود ندارد. در ادامه شما را با این مبحث بیشتر آشنا خواهیم کرد. 

متالورژی چیست؟

متالورژی مطالعه علمی فلزات و خواص آنها، روش های استخراج، خالص سازی و استفاده از آنهاست. همچنین شاخه ای از علم مواد است که به رفتار فیزیکی و شیمیایی عناصر فلزی و آلیاژهای آنها می پردازد. متالورژی نقش مهمی در توسعه جامعه مدرن ایفا می کند، زیرا فلزات در طیف گسترده ای از کاربردها، از ساخت و ساز و حمل و نقل گرفته تا الکترونیک و پزشکی استفاده می شوند.

تاریخچه 

انسان های اولیه زمانی که کشف کردند فلزاتی مانند مس را می توان ذوب کرد و در قالب ریخت تا شکل های جدیدی به وجود آید، گامی اساسی به سمت عصر فلز برداشتند. علاوه بر این، آنها کشف کردند که فلزات را می توان از مواد معدنی حاوی فلز جدا کرد. در نهایت، اجداد ما متوجه شدند که باید اکسید آهن را به فرآیند ذوب مس اضافه کنند تا جدایی این عنصر از سایر مواد معدنی مرتبط حفظ شود. بنابراین، آنها آب کردن را کشف کردند که توسط Lexico به عنوان "ماده ای مخلوط شده با یک جامد برای کاهش نقطه ذوب آن، به ویژه در لحیم کاری و لحیم کاری فلزات یا برای ترویج شیشه ای شدن در شیشه یا سرامیک استفاده می شود."

این مراحل اولیه متالورژی عمدتاً شامل کار با مس، طلا، برنز، آهن، برنج و سایر فلزات گرانبها بود. این مواد به انسان‌های اولیه اجازه می‌داد تا سلاح‌ها و حتی جواهرات را بسازند و به مردمان متوالی اجازه می‌داد تا تمدن‌هایی را که امروز می‌شناسیم ایجاد کنند.

در دهه های اخیر، متالورژی تکامل یافته است تا در درجه اول بر تولید فلزات برای استفاده تجاری تمرکز کند. تولید فلز با استخراج فلزات از سنگ معدن از طریق فرآوری مواد معدنی شروع می شود و اغلب شامل مخلوط کردن فلزات به منظور ایجاد آلیاژ می باشد.

انواع متالورژی

متالورژی را می توان به دو دسته متالورژی استخراجی و فیزیکی تقسیم کرد. پس از استخراج و فرآوری فلزات، می توان از آنها برای تولید استفاده کرد.

متالورژی استخراجی

متالورژی استخراجی شامل جداسازی فلز از سنگ معدن یا سایر اشکال ترکیبات شیمیایی است که امکان پردازش و خالص سازی فلزات را فراهم می کند.

متالورژی استخراجی از دو روش اصلی تشکیل شده است:

پیرومتالورژی: شامل استفاده از حرارت یا عملیات حرارتی مواد معدنی و سنگ معدن است. گرما باعث دگرگونی فیزیکی یا شیمیایی مواد می شود که امکان استخراج فلزات را فراهم می کند. متداول ترین فرآیندهای پیرومتالورژی عبارتند از بو دادن، ذوب و تبدیل.

هیدرومتالورژی: شامل استفاده از آب در فرآیندهای استخراج فلزات یا ترکیبات از سنگ معدن آنها است. این را می توان از طریق شستشو، رسوب ترکیبات نامحلول و کاهش فشار انجام داد.

متالورژی فیزیکی

متالورژی فیزیکی با فرآیندهای ساخت محصولات مفید و توسعه آلیاژهای فلزی برای تولید و ساخت و ساز سروکار دارد. متالورژی فیزیکی ساختارهای کریستالی فلزی، خواص مکانیکی، خواص الکتریکی، خواص مغناطیسی و خواص شیمیایی فلزات را بررسی می کند.

اجزای اصلی متالورژی فیزیکی عبارتند از:

متالورژی پودر 

متالورژی پودر فرآیندهایی را توصیف می کند که در آن مواد یا اجزای تشکیل دهنده از پودرهای فلزی ساخته می شوند. متالورژی پودر، عملیات را قادر می سازد تا نیاز به استفاده از فرآیندهای حذف فلز را کاهش دهد و اغلب منجر به هزینه کمتر می شود.

آلیاژسازی

آلیاژسازی فرآیند اختلاط چندین عنصر است. چنین مخلوط ها یا آلیاژهایی می توانند خواصی برتر از فلزات خالص داشته باشند. در عملیات از آلیاژ به عنوان وسیله ای برای افزایش استحکام، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و اغلب کاهش هزینه ها استفاده می شود.

تولید

از نظر تولید، متالورژی بر اجزای فلزی تمرکز دارد که برای محصولات مصرفی یا مهندسی ضروری است. تولید فلز را می توان به زیربخش های متالورژی آهنی و متالورژی غیر آهنی تقسیم کرد. بر اساس گزارش USGS، تولید فلزات آهنی 95 درصد از تولید فلزات جهان را تشکیل می دهد.

تولید فلزات ممکن است شامل موارد زیر باشد:

فرآیندهای فلزکاری
حرارت درمانی
آبکاری
ساچمه زنی
سمپاشی حرارتی
درمان سطحی
متالورژی در معدن
زغال سنگ متالورژی

زغال سنگ متالورژی یک عنصر ضروری در تولید فولاد کوره بلند است و حدود 70 درصد از تولید جهانی فولاد را تشکیل می دهد. زغال سنگ از طریق معادن تامین می شود.

فرآوری مواد معدنی

فرآوری مواد معدنی با استخراج محصولات معدنی از پوسته زمین و سپس فرآوری آنها به منظور تهیه مواد غلیظ تر برای متالورژی استخراجی، آغاز می شود.

عملیات پردازش شامل خرد کردن، تغلیظ، نمونه برداری، تجزیه و تحلیل و آبگیری است.

تست متالورژی

آزمایش متالورژی برای تأیید کیفیت و کفایت مواد ضروری است. صنایعی مانند نفت و گاز، نمک‌زدایی و هسته‌ای به آزمایش‌های متالورژیکی متکی هستند، زیرا مواد مورد استفاده باید در دوره‌های زمانی طولانی بادوام بوده و در طول زمان پایدار باشند.