Metallurginen tekniikka on tekniikan ala, joka on omistettu metallien käsittelylle. Se kattaa alueet, mukaan lukien metallien louhinta maasta, metallimalmien jalostaminen sekä metalliseoksista valmistettujen materiaalien suunnittelu ja valmistus, joita kutsutaan metalliseoksiksi. Se on äärimmäisen tärkeää valmistuksen ja rakentamisen kaltaisille aloille sekä monille kulutustavaroille, joissa on metalliosia.
Tämä tekniikan ala on yleisesti jaettu kahteen osaan, kaivannaismetallurgia ja fyysinen metallurgia. Kaivannaismetallurgiassa metallurgista tekniikkaa käytetään maasta louhittujen metallien uuttamiseen ja jalostamiseen. Metalleja esiintyy lähes aina sekoitettuna muihin materiaaleihin mineraaliesiintymissä, joita kutsutaan malmeiksi, eikä yksinään, ja ne ovat usein kemiallisissa yhdisteissä pikemminkin kuin puhtaassa alkuaineessa. Ennen kuin näitä metalleja voidaan käyttää, ne on ensin poistettava malmista.
Tämä voidaan tehdä useilla eri menetelmillä riippuen kyseessä olevasta malmista. Malmit voidaan lämmittää aiheuttamaan fyysisiä muutoksia ja kemiallisia reaktioita malmissa. Kemiallisia aineita voidaan käyttää aiheuttamaan kemiallisia reaktioita metallia sisältävissä yhdisteissä. Malmit voidaan liuottaa kuumennettuun veteen, kunnes ne ovat sulanneet, jotta metalli voidaan eristää sähköprosesseilla. Kun metalli ei ole enää liitetty kemiallisesti muiden elementtien kanssa, se puhdistetaan sitten fyysisesti sen puhdistamiseksi. Kaikki nämä menetelmät riippuvat metallurgisen tekniikan tuntemuksesta.
Kun metallit on saatu ympäristöstä kaivannaismetallurgian avulla, fyysinen metallurgia on se, joka käyttää niitä. Yksi metallurgisen tekniikan ensisijaisista sovelluksista on metalliseosten luominen yhdistämällä metalli muihin metalleihin tai epämetallimateriaaleihin. Metalliseoksilla voi olla ominaisuuksia, jotka eroavat niiden osista, ja on luotu valtava valikoima seoksia tarjoamaan materiaaleja eri tehtäviin. Yleisimmin lejeeringin ainesosat sekoitetaan kuumentamalla niitä niin paljon, että ne sulavat, ja sitten sekoittamalla ne yhteen ja antamalla seoksen jäähtyä ja jähmettyä. Myös muut seostusmateriaalit ovat mahdollisia, kuten sekoittaminen kiinteässä jauhemaisessa muodossa ja niiden altistaminen sitten suurelle lämmölle ja paineelle.
Seos voidaan sitten käsitellä useilla eri käsittelyprosesseilla, jotka muuttavat sen mekaanisia ominaisuuksia muuttamatta sen kemiallista koostumusta. Nämä prosessit voivat olla mekaanisia ja muuttaa seoksen kiteistä rakennetta kohdistamalla siihen voimia aiheuttamaan mekaanista rasitusta. Niihin voi kuulua myös seoksen lämmittäminen, koska prosessit, kuten seoksen pitäminen korkeassa lämpötilassa pitkiä aikoja tai sen lämmittäminen ja sen jäähdyttäminen nopeasti uudelleen upottamalla se kylmään veteen tai öljyyn, voivat myös vaikuttaa kiteiseen rakenteeseen, jossa metalliseoksen atomit on järjestetty. Metallurginen tekniikka hyödyntää tieteellistä tietämystä eri aineiden seosten ominaisuuksista ja eri käsittelyjen fysikaalisista vaikutuksista suunnitellakseen tuotantoprosessin tietyn sovelluksen kannalta parhaiten sopivan seoksen luomiseksi.
Siten metallurginen tekniikka on metallituotannon, kuten teräksenvalmistuksen, keskiössä. Se on erittäin tärkeää asiaan liittyville aloille, kuten talonrakentamiseen, ajoneuvojen, kuten autojen ja lentokoneiden suunnitteluun ja maanrakennushankkeisiin, kuten siltoihin. Lisäksi metallurginen suunnittelu on välttämätöntä monien pääoma- ja kulutustavaroiden teollisessa valmistuksessa.
Vanhimmat tunnetut esimerkit metallin työstämisestä ovat peräisin noin 7,000 eaa., Jolloin ihmiset alkoivat käyttää alkeellisia aseita ja kuparista valmistettuja työkaluja. Vuoteen 6,000 eKr mennessä ihmiset käyttivät tulta kuparia sisältävien malmien sulattamiseen puhtaampien metallien valmistamiseksi. Ensimmäiset tunnetut keinotekoiset metalliseokset ovat peräisin 3,800 eaa., Kun Lähi-idän metallityöntekijät alkoivat seostaa tinaa ja kuparia pronssin luomiseksi, joka on paljon tehokkaampi materiaali aseille ja työkaluille, jotka muokkaavat radikaalisti sivilisaation kehitystä. Ihmiset eri puolilla maailmaa löysivät metallurgiset perusprosessit itsenäisesti. Nämä tapahtumat ovat tietysti jo tuhansia vuosia aikaisemmin käsite insinööriksi erikoistuneeksi ammatilliseksi tai tieteelliseksi tieteenalaksi, mutta metallurgisen tekniikan olennainen ydin – metallien tuntemuksen käyttäminen metallien uuttamiseen, muotoiluun ja muuntamiseen ihmisille – on läsnä.