Металлургия — это область материаловедения и техники , которая изучает физическое и химическое поведение металлических элементов , их интерметаллических соединений и их смесей, известных как сплавы .
Металлургия охватывает как науку , так и технологию металлов, включая производство металлов и разработку металлических компонентов, используемых в продуктах как для потребителей, так и для производителей. Металлургия отличается от ремесла металлообработки . Металлообработка зависит от металлургии так же, как медицина опирается на медицинскую науку для технического прогресса. Специалист- практик в области металлургии известен как металлург.
Науку о металлургии подразделяют на две большие категории: химическую металлургию и физическую металлургию . Химическая металлургия в основном занимается восстановлением и окислением металлов, а также химическими свойствами металлов. Предметы изучения химической металлургии включают переработку полезных ископаемых , извлечение металлов , термодинамику , электрохимию и химическую деградацию ( коррозию ). [1] Напротив, физическая металлургия фокусируется на механических свойствах металлов, физических свойствах металлов и физических характеристиках металлов. Темы, изучаемые в физической металлургии, включают кристаллографию , характеристику материалов , механическую металлургию, фазовые превращения и механизмы разрушения . [2]
Исторически металлургия была преимущественно ориентирована на производство металлов. Производство металлов начинается с переработки руд для извлечения металла и включает в себя смешивание металлов для получения сплавов . Металлические сплавы часто представляют собой смесь как минимум двух различных металлических элементов. Однако неметаллические элементы часто добавляют в сплавы для достижения свойств, подходящих для конкретного применения. Наука о производстве металлов подразделяется на черную металлургию (также известную как черная металлургия ) и цветную металлургию , также известную как цветная металлургия.
Черная металлургия включает процессы и сплавы на основе железа , а цветная металлургия — процессы и сплавы на основе других металлов. Производство черных металлов составляет 95% мирового производства металлов. [3]
Современные металлурги работают как в новых, так и в традиционных областях в составе междисциплинарной команды вместе с учеными-материаловедами и другими инженерами. Некоторые традиционные области включают переработку полезных ископаемых, производство металлов, термообработку, анализ отказов и соединение металлов (включая сварку , пайку и пайку ). Новые области для металлургов включают нанотехнологии , сверхпроводники , композиты , биомедицинские материалы , электронные материалы (полупроводники) и поверхностную инженерию . Многие применения, методы и устройства, связанные с металлургией или связанные с ней, были созданы в древней Индии и Китае, например, инновационная сталь , бронза , доменная печь , чугун , молоты с гидравлическим приводом и сильфоны поршня двойного действия . [4] [5]