متالورژی

متالورژی ( به فرانسوی: Métallurgie ) شاخه ای از علم مواد است که به شناخت و استخراج فلزات و فناوری های تولید و کار با فلزات می پردازد. این علم تفکیک مواد معدنی از سنگ معدن آن ها، ذوب، تصفیه و تولید شمش، بهبود خواص و تهیهٔ آلیاژها و فن کار بر روی فلزات و شکل دهی آن ها را دربر می گیرد. این رشته از منفکات رشتهٔ مکانیک جامدات است که از سال ۱۳۷۵ در دانشگاه های ایران ارائه می گردد. به طور کلی علم مواد شامل بررسی خواص جامدات می شود و دربرگیرندهٔ فلزات، سرامیک ها، پلیمرها و کامپوزیت ها است. علم متالورژی به طور عمده به فلزات و ساختار آن ها می پردازد و در تحصیلات تکمیلی خواص و کاربرد دیگر جامدات نیز بررسی می شود.
واژهٔ «متالورژی» از ترکیب دو واژهٔ یونانی متالون «metallon» به معنی فلز و آرگون «ergon» به معنی کار ساخته شده است. این واژه را نباید با واژهٔ ''متالوژی'' که می شود فلزشناسی و تلفظ نزدیکی دارند اشتباه گرفت و نیز باید گفت که اصلاً رشته ای با این نام وجود ندارد[ ۱] و درست آن متالورژی به معنای فلزگری یا فلزوَرزی و دانش کار کردن با فلزهاست. [ ۲] [ ۳] [ ۴]
از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالورژی را به عنوان یک هنر آموخت. صنعت ریخته گری از دیرباز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفت های روزافزون فناوری نقش آن آشکار می گردد.
دورهٔ فلزات بعد از عصر حجر و از حدود ۶ تا ۷ هزار سال پیش از هجرت آغاز شده است. احتمالاً مس نخستین فلزی است که به طور خالص، طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفادهٔ بشر قرار گرفته است. انواع سنگ های مس از ظاهری فلزی با رنگ های مختلف مانند نیلی، لاجوردی، سبز، طلایی و سرخ برخوردار هستند. این امر می تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.
برخی معتقدند که گویا نخستین بار ذرات طلا که در کنار ماسه های کنار رودخانه ها پراکنده بودند، توسط انسان شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگ های آن توفیق داشتند، اما در ایران از دورهٔ هخامنشی، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصاً در کنار آمودریا و در شهر همدان کشف شده است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره، سرب، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال، از مخلوط کردن قلع و مس، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ آغاز شد.

مِتالورْژی (metallurgy)
(یا: فلزگری) علم و فن تولید فلزات، شامل استخراج۱، آلیاژسازی، و سخت سازی۲. متالورژی استخراجی۳ به استخراج فلزات از کانه۴ های آن ها و تصفیه و آماده سازی آن ها برای مصرف می پردازد. متالورژی فیزیکی۵ خواص فلزات و کاربرد آن ها را بررسی می کند. در متالوگرافی۶، ساختارهای میکروسکوپی۷ فلزات مطالعه می شود که در سختی۸، شکل پذیری۹، و استحکام۱۰ نقش دارند. برای استخراج فلزات از کانه از سه روش استفاده می کنند: فرآیندهای خشک۱۱ مانند ذوب۱۲، تبخیر۱۳ یا ملغمه سازی۱۴ (ترکیب کردن با جیوه۱۵)؛ فرآیندهای تر۱۶ شامل واکنش های شیمیایی؛ و فرآیندهای الکترولیتی۱۷ با الکترولیز. علم متالورژی در حدود ۳۵۰۰پ م در مصر، بین النهرین۱۸، چین و هند پاگرفت. در این مناطق فن ذوب و استخراج فلزات از کانه هایشان کشف شد. بعدها با طلا۱۹، نقره۲۰، مس۲۱، سرب، و قلع۲۲ به روش های گوناگون کار می کردند. هزاران سال قبل از آن، فلزات طبیعی را در حالت سرد چکش کاری می کردند. فرآیند ذوب آهن در حدود ۱۲۰۰پ م کشف شد. رومی ها با عملیات حرارتی۲۳ آهن را سخت۲۴ و سپس بازپخت۲۵ می کردند. در حدود ۱۴۰۰م، نتایج پیشرفت های شیمی دانان مسلمان در متالورژی به اروپا رسید. نخستین بار در یونان باستان۲۶ از چدن۲۷ برای ریختن مجسمه استفاده کردند. در قرن ۱۴ م، چدن را با نوعی کورۀ بلند ابتدایی تولید می کردند. در قرن ۱۶، تولید منظم چدن در اروپا آغاز شد. در دوران انقلاب صنعتی۲۸، تولید آهن ورزیده۲۹ بسیار افزایش یافت. اختراع هنری بسمر۳۰، مهندس عمران اهل انگلستان، یعنی فرآیند بسمر۳۱ (۱۸۵۶)، برای نخستین بار موجب تولید فولاد ارزان شد. کاربرد گستردۀ این ماده و ابداع انواع فولادهای آلیاژی مخصوص۳۲ ثمرۀ این اختراع بود.extractionhardeningextractive metallurgyorephysical metallurgymetallographymicroscopic structureshardnessductilitystrengthdry processessmeltingvolatilizationamalgamationmercurywet processessElectrolytic processesMesopotamiagoldsilvercoppertinheat treatmenthardenedtemperedAncient Greececast ironIndustrial Revolutionwrought ironHenry BessemerBessemer processspecialized steel alloys