Металлургия
Металлургия (англ. Metallurgy) — наука, техника и отрасль промышленности, связанные с получением металлов из 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 — чёрных и цветных металлов и их сплавов (стопов).
К черным металлам относят металлы и сплавы на основе железа, марганца, хрома. Все остальные — цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель), легкие (алюминий, титан, магний), драгоценные (золото, серебро, платина), щелочные (калий, натрий, литий), щелочно-земельные (кальций, барий, стронций).
Свойства металлов и методы их модификации изучает металловедение.
История[править]
Первые свидетельства о производстве людьми металла датируются шестым — пятым тысячелетием до Рождества Христова[1]. Они были найдены при раскопках в Майданпеке, Ярмоваце и Плочнике (Сербия). Найденный в Беловоде, медный топор культуры Винча свидетельствует о добыче меди[2][3]. Другие свидетельства о существовании металлургии были найдены археологическими раскопками в разных странах Европы: в Пальмеле (Португалия), Кортес-де-Наварра (Испания), Стоунхендже (Англия). Однако, как часто бывает при изучении доисторических времен, место и время изобретения не может быть установлено 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. Египетское оружие из метеоритного железа, изготовленное примерно за 3 тыс. лет до н. э., высоко ценилось как «кинжалы с небес»[4]. 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 н. э., и положило начало эпохе в истории человечества, которая получила название бронзового века.
Добыча железа из руды и его обработка наиболее сложные процессы. Производство железа, пожалуй, изобрели хетты примерно за 1200 лет до н. э., что положило начало эпохе железного века[4][5]. В дальнейшем свидетельства 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, Древний Китай, древняя Япония. Древний Китай обогатил металлургию значительными нововедениями, такими как совершенствование доменной печи, чугуна, гидравлических молотов, кузнечных мехов[6][7].
В 16 веке Георгий Агрикола издал книгу De Re Metallica, в которой описал сложный процесс добычи руды, выплавки и обработки металла, отвечавший развитию металлургии того времени. Агриколу называют «отцом» металлургии[8].
Особенно быстрыми темпами металлургия стала развиваться с началом промышленной революции. Вырос объем производства металлов, совершенствовались способы их получения, росло качество. В современную эпоху возрастает роль высокотехнологичных материалов, таких как сплавы, легированные и композитные материалы с металлическими матрицами.
Металлургия как научно-техническая отрасль[править]
Металлургия — это наука о получении металлов из руд или веществ, содержащих металлы, и о предоставлении металлическим сплавам необходимых свойств.
Металлургия основывается на достижениях физической химии, физики, металлургической теплотехники, электротехники, электроники, кибернетики, экономики, на теории металлургических процессов, автоматизации производства и управления им, а также на космических технологиях.
Металлургия изучает проблемы подготовки руд, которая заключается в их дроблении и измельчении, разделении (грохочение, классификация), обогащении, обжиге или сушке, окусковании, агломерации и брикетировании. Исследует гидрометаллургические, пирометаллургические, в том числе металлотермические, электротермические, а также электрохимические (электролиз) процессы получения металлов (сплавов) с последующим их рафинированием.
Кроме того, металлургия изучает проблемы изготовления металлических порошков и изделий из них (порошковая металлургия), термической обработки, обработки металлов давлением, литья, сварки, пайки, нанесения на поверхность металлов защитных покрытий. Важной отраслью металлургии является металловедение.
Металлургия как отрасль промышленности[править]
Металлургия как отрасль тяжелой промышленности делится на черную и цветную.
Черная металлургия[править]
Черная металлургия — отрасль тяжелой промышленности, предприятия которой производят чугун, сталь, прокат, стальные и чугунные трубы, ферросплавы, металлические изделия промышленного назначения. К черной металлургии относятся также подотрасли по добыче железной и марганцевой руд и по производству их концентратов, агломерата, окатышей, флюсовых известняков, огнеупорного сырья и огнеупоров, кокса и другой продукции, которую используют в основном как сырье для производства черных металлов
Цветная металлургия[править]
Цветная металлургия — отрасль тяжелой промышленности, занимающаяся добычей и обогащением руды, производством и обработкой цветных металлов, редких и драгоценных металлов и их сплавов, добычей природных алмазов и другого минерального сырья. К цветной металлургии относятся также заготовка и переработка вторичных цветных металлов. Производственный комплекс области состоит из горнодобывающих предприятий, обогатительных фабрик, металлургических и металлообрабатывающих заводов. Предприятия цветной металлургии, как материалоемкой и энергоемкой отрасли, строятся в местах добычи сырья и производства дешевой электроэнергии.
См.также[править]
Источники[править]
- ↑ H.I. Haiko, V.S. Biletskyi. First metals discovery and development the sacral component phenomenon. // Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining // A Balkema Book, London, 2015, р. 227—233..
- ↑ doi:10.1016/j.jas.2010.06.012
- ↑ Неолитическая Винча была металлургической культурой
- ↑ 4,0 4,1 W. Keller (1963) The Bible as History page 156 ISBN 0-340-00312-X
- ↑ B. W. Anderson (1975) The Living World of the Old Testament page 154 ISBN 0-582-48598-3
- ↑ R. F. Tylecote (1992) A History of Metallurgy ISBN 0-901462-88-8
- ↑ Temple, Robert K.G. (2007). The Genius of China: 3,000 Years of Science, Discovery, and Invention (3rd edition). London: André Deutsch. pp. 44-56. ISBN 978-0-233-00202-6.
- ↑ Karl Alfred von Zittel (1901) History of Geology and Palaeontology page 15
Литература[править]
- Воскобойников В. Г. Общая металлургия [Текст]: учебник для вузов / В. Г. Воскобойников, В. А. Кудрин, А. М. Якушев. — 6-изд., перераб и доп. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. — 768 с. — ISBN 5-94628-062-7.
- Линчевский Б. В., Соболевский А. Л., Кальменев А. А. Металлургия черных металлов — М.:Металлургия, 1986. — 360с.
- Кузьмин Б. А. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы [Текст]: учебн. для мех. и машиностроительных техникумов / Кузьмин Б. А., Самохоцкий А. И. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1984. — 256 с.
| Основные определения |  |
|---|---|
| Основные направления | Металловедение (металлургия) • Машиностроение • Керамика (техническая) • Полимерные материалы • Строительные материалы • Нанотехнологии • Космическое материаловедение • Биосовместимые материалы |
| Общие аспекты | Технология • Характеризация (инструментальные методы анализа) • Дизайн (расчёт свойств) • Информация (базы данных) |
| Другие важные направления | Кристаллография • Наука о поверхностных явлениях • Трибология |
| Сопряжённые науки | Химия (структурная, физическая (физико-химический анализ, термодинамика, кинетика), химия твёрдого тела, химия полимеров) • Минералогия • Горные науки • Ядерная инженерия • Физика (конденсированного состояния, полимеров, физика мягкого вещества, твёрдого тела) |