Металлургия

На металлургическом предприятии

Металлу́ргия и металлурги́я^[1] в (от др.-греч. μεταλλουργέω в добываю руду, обрабатываю металлы) в область науки и техники, отрасль промышленности^[2] . К металлургии относятся:

производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов;
получение сплавов;
обработка металлов в горячем и холодном состоянии;
сварка;
нанесение покрытий из металлов;
область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов, интерметаллидов и сплавов.

К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности.

[править] Разновидности металлургии

Металлургия подразделяется на чёрную и цветную. Чёрная металлургия включает добычу и обогащение руд чёрных металлов, производство чугуна, стали и ферросплавов. К чёрной металлургии относят также производство проката чёрных металлов, стальных, чугунных и других изделий из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов. С металлургией тесно связаны коксохимия, производство огнеупорных материалов.

К чёрным металлам относят железо. Все остальные в цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).

По основному технологическому процессу подразделяется на пирометаллургию (плавка) и гидрометаллургию (извлечение металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия.

Самыми распространенными металлами являются:

[править] История

На металлургическом заводе. Картина Адольфа фон Менцеля, 1875 год

Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданпеке, Плочнике^[3] и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре Винча)^[4], Болгарии (5000 лет до н. э.), Палмеле (Португалия), Испании, Стоунхендже (Великобритания). Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.

В культуре ранних времён присутствуют серебро, медь, олово и метеоритное железо, позволявшие вести ограниченную металлообработку. Так, высоко ценились «Небесные кинжалы» в египетское оружие, созданное из метеоритного железа 3000 лет до н. э. Но, научившись добывать медь и олово из горной породы и получать сплав, названный бронзой, люди в 3500 годы до н. э. вступили в Бронзовый век.

Получение железа из руды и выплавка металла было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века. Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян.

Следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях. Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока, древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония и т. д. Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи, чугун, сталь, гидромолоты и т. п.).

Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.

[править] Добывающая металлургия

Добывающая металлургия заключается в извлечении ценных металлов из руды и переплавке извлечённого сырья в чистый металл. Для того, чтобы превратить оксид или сульфид металла в чистый металл, руда должна быть отделена физическим, химическим или электролитическим способом.

Металлурги работают с тремя основными составляющими: сырьём, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи большие куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом либо отходом.

Горные работы не обязательны, если руда и окружающая среда позволяют провести выщелачивание. Таким путём можно растворить минерал и получить обогащённый минералом раствор.

Зачастую руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса.

[править] Свойства металлов

Металлы в целом обладают следующими физическими свойствами:

Твердость.
Звукопроводность.
Высокая температура плавления.
Высокая температура кипения.
При комнатной температуре металлы находятся в твёрдом состоянии (за исключением ртути, единственного металла, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре).
Отполированная поверхность металла блестит.
Металлы в хорошие проводники тепла и электричества.
Обладают высокой плотностью.

[править] Применения металлов

Медь обладает пластичностью и высокой электропроводностью. Именно поэтому она нашла свое широкое применение в электрических кабелях.
Золото и серебро очень тягучи, вязки и инертны, поэтому используются в ювелирном деле. Золото также используется для изготовления неокисляемых электрических соединений.
Железо и сталь обладают твердостью и прочностью. Благодаря этим их свойствам они широко используются в строительстве.
Алюминий ковок и хорошо проводит тепло. Он используется для изготовления кастрюль и фольги. Благодаря своей низкой плотности в при изготовлении частей самолётов.

[править] Сплавы

Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, меди, железа, магния, никеля, титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода. Обычная углеродистая сталь используется для создания дешёвых, высокопрочных изделий, когда вес и коррозия не критичны.

Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.

Медно-никелевые сплавы (такие, как монель-металл) используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления ненамагничиваемых изделий. Суперсплавы на основе никеля (например, инконель) используются при высоких температурах (турбонагнетатели, теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.

[править] Примечания

в‘ Проверка правописания на Грамота.ру [1].
в‘ Металлургия (рус.). Словарь научных терминов. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 10 декабря 2010.
в‘ В Сербии найдены древнейшие медные изделия
в‘ Neolithic Vinca was a metallurgical culture (англ.) (17 ноября 2007). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 27 августа 2009.

[править] Литература

Герасимов Я. И. Химическая термодинамика в цветной металлургии. Т. 1-7. / Я. И. Герасимов, А. Н. Крестовников, А. С. Шахов и др. в М.: Металлургиздат, 1960в1973. в 2108 с.
Металловеды / Составитель С. С. Черняк в Иркутск: Изд-во ИрГУ, 2000. в 532 с.
Павленко Н.И. История металлургии в России XVIII века. Заводы и заводовладельцы. М.: Издательство АН СССР, 1962.- 566 с.

[править] См. также

Чёрная металлургия
Цветная металлургия
Сплавы
История железа
Горнозаводские округа (о российской металлургии XVIII в начала XIX вв.)
Литье по газифицируемым моделям

[0] в‘ Проверка правописания на Грамота.ру [1].

[C-1] в‘ Металлургия (рус.). Словарь научных терминов. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 10 декабря 2010.

[2] в‘ В Сербии найдены древнейшие медные изделия

[3] в‘ Neolithic Vinca was a metallurgical culture (англ.) (17 ноября 2007). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 27 августа 2009.

[1]

[2]

[3]

[4]

Металлургия

Содержание

[править] Разновидности металлургии

[править] История

[править] Добывающая металлургия

[править] Свойства металлов

[править] Применения металлов

[править] Сплавы

[править] Примечания

[править] Литература

[править] См. также

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках