Vad är metallteknik?
Metallurgical engineering är det teknikområde som ägnas åt att arbeta med metaller. Det omfattar områden inklusive utvinning av metaller från jorden, raffinering av metallmalmer och design och produktion av material tillverkade av blandningar av metaller, kallad metalllegeringar. Det är oerhört viktigt för områden som tillverkning och konstruktion, liksom för ett stort antal konsumentvaror med metallkomponenter.
Detta fält av teknik är vanligtvis uppdelat i två områden, utvinningsmetallurgi och fysisk metallurgi. Vid utvinningsmetallurgi används metallurgi för att utvinna och förfina metaller som utvinns från jorden. Metaller finns nästan alltid blandade med andra material i mineralavlagringar som kallas malmer snarare än ensamma och finns ofta i kemiska föreningar snarare än i ren elementär form. Innan dessa metaller kan användas måste de först tas bort från malmen.
Detta kan göras med ett antal olika metoder beroende på malmen i fråga. Malmer kan värmas upp för att orsaka fysiska förändringar och kemiska reaktioner i malmen. Kemiska medel kan appliceras för att orsaka kemiska reaktioner i föreningarna som innehåller metallen. Malmer kan lösas i uppvärmt vatten tills de smälts så att metallen kan isoleras genom elektriska processer. När metallen inte längre är kemiskt förenad med andra element, förfinas den sedan för att fysiskt rena den. Alla dessa metoder är beroende av kunskap om metallurgisk teknik.
När metaller har erhållits från miljön genom extraherande metallurgi är fysisk metallurgi det som använder dem. En av de primära tillämpningarna av metallurgisk teknik är att skapa metalllegeringar genom att kombinera en metall med andra metaller eller icke-metalliska material. Legeringar kan ha egenskaper som skiljer sig från deras beståndsdelar, och en enorm mängd legeringar har skapats för att ge material för olika uppgifter. Vanligtvis blandas de beståndsdelande ämnena i en legering genom att värma dem tillräckligt för att de smälter och sedan blandar dem ihop och låter blandningen svalna och stelna. Andra sätt för legeringsmaterial är också möjliga, såsom blandning i fast pulverform och sedan utsätta dem för stor värme och tryck för att kombinera dem.
Legeringen kan sedan utsättas för ett antal olika behandlingsprocesser som förändrar dess mekaniska egenskaper utan att ändra dess kemiska sammansättning. Dessa processer kan vara mekaniska och förändra legeringens kristallstruktur genom att applicera krafter på den för att orsaka mekanisk spänning. De kan också involvera uppvärmning av legeringen, eftersom processer som att hålla en legering vid en hög temperatur under långa tidsperioder eller värma den och sedan snabbt avkyla den igen genom att nedsänka den i kallt vatten eller olja också kan påverka den kristallina strukturen i vilken legeringens atomer är arrangerade. Metallurgisk teknik tillämpar vetenskaplig kunskap om egenskaperna hos olika blandningar av ämnen och de fysiska effekterna av olika behandlingar för att utforma en produktionsprocess för att skapa en legering som är bäst lämpad för en given applikation.
Således är metallurgisk teknik i centrum för metallproduktionsindustrier som stålframställning. Det är mycket viktigt för relaterade områden som byggnadskonstruktion, design av fordon som bilar och flygplan och anläggningsprojekt som broar. Dessutom är metallurgisk konstruktion avgörande för industriell tillverkning av många kapital- och konsumentvaror.
De äldsta kända exemplen på metallbearbetning går tillbaka till cirka 7000 f.Kr., då människor började använda primitiva vapen och verktyg gjorda av koppar. Vid 6000 f.Kr. använde människor eld för att smälta malmer som innehåller koppar för att göra renare metaller. De första kända konstgjorda legeringarna går tillbaka till 3 800 f.Kr., då metallarbetare i Mellanöstern började legera tenn och koppar för att skapa brons, ett mycket mer effektivt material för vapen och verktyg som radikalt skulle utforma civilisationens utveckling. Människor i olika delar av världen upptäckte grundläggande metallurgiska processer oberoende. Dessa händelser föregår naturligtvis idén om teknik som en specialiserad professionell eller vetenskaplig disciplin i många tusentals år, men den väsentliga kärnan i metallurgisk teknik - med kunskap om metaller för att utvinna, forma och omvandla dem för mänskligt bruk - är närvarande.