Надо Знать![]() |
ВведениеМеталлургия ( рус. металлургия , англ. metallurgy , нем. Metallurgie f, Httenwesen n, Httenkunde f ) - наука, техника и отрасль промышленности, связанная с получением металлов с руд или металлосодержащих веществ с предоставлением им необходимых свойств. В прикладном плане - совокупность связанных между собой отраслей и стадий производственного процесса от добычи сырья до выпуска готовой продукции - черных и цветных металлов и их сплавов (стопов). К черным металлам относят железо, марганец и хром. Остальные - цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжелые ( медь, свинец, цинк, олово, никель) и легкие ( алюминий, титан, магний). 1. ИсторияПервые свидетельства о производстве людьми металла датируются шестым - пятым тысячелетием до Христа. Они были найдены при раскопках в Майданпеку, Ярмоваци и Плочник ( Сербия). Найденная Беловоде, медная топор культуры Винча свидетельствует о добыче меди [1] [2]. Другие свидетельства о существовании металлургии датируются были найдены археологическими раскопками в разных странах Европы: в Пальмели ( Португалия), Кортес-де-Наварра ( Испания), Стоунхендж ( Англия). Однако, как часто бывает при изучении доисторических времен, место и время изобретения не может быть установлен точно, и археологи время от времени получают новые артефакты в разных уголках мира. Серебро, медь, олово и метеоритное железо можно найти в виде самородков, благодаря чему уже ранние культуры могли в ограниченном объеме использовать обработку металлов. Египетская оружие из метеоритного железа, изготовлена примерно за 3 тыс. лет до Христа, высоко ценилась как "кинжалы с Небес" [3]. Однако умение получать медь и олово из породы и совмещать эти два металла в сплав под названием бронза дало начало настоящей металлургии примерно три с половиной тысячи лет до Христа, и начало эпохе в истории человечества, которая получила название бронзового века. Добыча железа из руды и его обработка гораздо более сложные процессы. Производство железа, видимо, придумали хетты где-то примерно за 1200 лет до Христа, и начали железную сутки [3] [4]. В дальнейшем показания развития черной металлургии археологи находят в разных культурах и цивилизациях. Среди них древние и средневековые государства Среднего и Ближнего Востока, древнего Ирана, Древнего Египта, Нубии, Анатолии, культуры Нок, Карфагена, а также Древняя Греция и Древний Рим, Cтародавний Китай, древняя Япония. Древний Китай обогатил металлургию значительными виноходамы, такими как совершенствование доменной печи, чугуна, гидравлических молотов, кузнечных мехов [5] [6]. В 16 в. Георг Агрикола издал книгу De Re Metallica, в которой описал сложный процесс добычи руды, выплавки и обработки металла соответствовала развитию металлургии в то время. Агриколь называют "отцом" металлургии [7]. Особенно быстрыми темпами металлургия стала развиваться с началом промышленной революции. Возрос объем производства металлов, совершенствовались способы их получения, росла качество. У современных эпоху возрастает роль высокотехнологичных материалов, таких как сплавы, легированные и композитные материалы с металлическими матрицами. 2. Разновидности металлургииМеталлургия подразделяется на черную и цветную. Черная металлургия включает добычу и обогащение руд черных металлов, производство чугуна, стали и ферросплавов. В черной металлургии относят также производство проката черных металлов, стальных, чугунных и других изделий из черных 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 черным металлам относят железо. Все остальные - цветные. По физическим свойствами и назначением цветные металлы условно делят на тяжелые ( медь, свинец, цинк, олово, никель) и легкие ( алюминий, титан, магний). По основным технологическим процессом подразделяется на пирометаллургии (плавление) и гидрометаллургии (добыча металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии есть плазменная металлургия. Кроме того есть вакуумная металлургия, порошковая металлургия, электрометаллургия подобное.
3. Добывающая металлургияДобывающая металлургия заключается в добыче ценных металлов из руды и переплавки полученного 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: сырьем, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи крупные куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом или уходом. Горные работы не обязательны, если руда и окружающую среду позволяют провести выщелачивания. Таким путем можно растворить минерал и получить обогащенный минералом раствор. Чаще руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса. 4. Свойства металловМеталлы в целом обладают следующими физическими свойствами:
5. Применение металлов
6. СплавыНаиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, меди, железа, магния, никеля, титана и цинка. Много усилий было уделено сплавов железа и углерода. Обычная углеродистая сталь используется для создания дешевых, высокопрочных изделий, в случаях, когда вес и коррозия не критичны. Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важна устойчивость к 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 изделий, не намагничиваются. суперсплавов на основе никеля (например, инконель) используются при высоких температурах (турбонагнетателя, теплообменники и т.д.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы. 7. Смотри также
Литература
9. Сноски
код для вставки Данный текст может содержать ошибки. скачать |