Osnovi metalurgije

Pojam metala i metalurgije

U prirodi postoje 92 elementa od kojih oko 80 ubrajamo u metale jer imaju brojne zajedničke osobine koje ih razlikuju od ostalih elemenata. Metali se odlikuju svojom strukturom, oni su dobri provodnici toplote i električne struje, plastični su, imaju “metalni” sjaj, osim žive čvrsti su na sobnoj temperaturi, imaju srazmjerno visoku temperaturu ključanja, nalaze se na lijevoj strani periodnog sistema elemenata, specifična masa im je sa malim izuzetkom velika…

Metalurgija je nauka o metalima i postupcima pomoću kojih se metali dobijaju iz ruda  i drugih sirovina u kojima su sadržani. Metalurgija obuhvata i rafinaciju, proizvodnju legura, uobličavanje, oplemenjivanje kao i proučavanje strukture, sastava i osobine metala. Metalurgija koristi znanja stečena u razvoju hemije, fizike, fizičke hemije, termodinamike i drugih naučnih disciplina.

Iz praktičnih razloga, radi lakšeg proučavanja, metalurgija se dijeli na više područja, na primjer:
–    ekstraktivna metalurgija, i
–    prerađivačka metalurgija.

Ekstraktivna metalurgija obuhvata dobijanje (ekstrakciju, izdvajanje) metala i legura iz ruda i drugih sirovina u kojima su oni sadržani. U eksraktivnoj metalurgiji dobijaju se poluproizvodi koje tek daljom preradom treba prevesti u konačne proizvode.
Prerađivačka metalurgija obuhvata preradu metala i legura u predmete koji mogu neposredno da se koriste.

U ekstraktivnoj metalurgiji primjenjuju se:
– pirometalurški postupci koji se izvode na višim i visokim temperaturama,
– hidrometalurški postupci koji se odnose na ekstrakciju metala gdje se najmanje jedna faza izvodi u vodenim rastvorima, i
– elektrometalurški postupci koji se odnose na ekstrakciju metala pod dejstvom električne struje.
Osnovni cilj primjene ovih postupaka jeste da se iz date sirovine  koje sadrži metale na najpogodniji način dobije poluproizvod metala ili legura takvih osobina da se može dalje prerađivati u gotovi proizvod.

U prerađivačkoj metalurgiji razlikuju se sledeći postupci prerade metala i legura:
– livenje, tj. postupak oblikovanja matala i legura ulivanjem tečnog metala u kalup u kome oni u procesu hlađenja očvršćuju i poprimaju oblik kalupa,
– plastična deformacija, tj. postupak deformacije kojim se metal ili legura konačno oblikuju djelovanjem spoljnih sila, i
– sinterovanje, tj. postupak omekšavanja i sljepljivanja zrna praha pri zagrijavanju bez topljenja (prelaska u tečnu fazu).

Prerađivačka metalurgija obuhvata i
–    termičku obradu proizvoda, tj. oplemenjivanje metala ili legura normalizacijom, kaljenjem u cilju poboljšanja mehaničkih i eksploatacionih osobina metala i legura.

Drugi način podjele metalurgije jeste:
–    crna metalurgija, i
–    obojena metalurgija.

Crnu metalurgiju čine željezo i njegove mnogobrojne legure. Na drugoj strani se nalaze obojeni metali, njih oko 79. Mada je brojčani odnos 1:79, gvožđe i čelik čine osnovu za život čovjeka i dalji progres, i njihova proizvodnja od oko 700 miliona tona godišnje , čini oko 94% od ukupne proizvodnje metala.