متالورژي

متالورژي د موادو د ساینس او انجینرۍ هغه څانګه ده چې د فلزي عناصرو فزیکي او کیمیاوي چلن او په فلزاتو کې دننه د هغو ترکیبات او مخلوط چې د الیاژ په نوم هم پېژندل کېږي؛ تر څېړنې لاندې نیسي. متالورژي د فلزاتو علم او تکنالوژي دواړه په ځان کې رانغاړي. متالورژي د فلزکارۍ له صنعت څخه جلا دی. فلز کاري په متالورژي په دې ډول اتکا لري لکه طبابت چې د طبابت په علم کې په فني پرمختګونو اتکا کوي. د متالورژي متخصص د متالورژیست په توګه پېژندل کېږي.

د متالورژي علم په دوه پراخو څانګو ویشل کېږي: کیمیاوي متالورژي او فزیکي متالورژي. کیمیاوي متالورژي تر ډېره پورې د فلزاتو له خرابېدو او اکسایدېشن او همدارنګه د هغو کیمیاوي چلن ته اړوندېږي. د کیمیاوي متالورژۍ تر بحث لاندې موضوعاتو کې کاني بهیرونه، د فلزاتو استخراج، ترموډینامیک، الکټروکیمیا او کیمیاوي تجزیه (د هغو له منځه تلل) شاملېږي. مقابل لوری بیا فزیکي متالورژي د فلزاتو په میخانیکي او فزیکي خواصو او همدارنګه د هغو په فزیکي چلن تمرکز لري. په فزیکي متالورژۍ کې شامل موضوعات بیا کریسټالوګرافي، د موادو خصوصیات، میخانیکي متالورژي، د فاز بدلول او د ماتېدو میکانېزمونه دي.

له تاریخي پلوه متالورژي تر ډېرې پورې د فلزاتو په تولید تمرکز لرلی. د فلزاتو تولید د فلزاتو د استخراج په موخه د کاني ډبرو د پروسس کولو څخه پیلېږي چې د الیاژ جوړولو په موخه فلزي مخلوطونه هم په کې شاملېږي. فلزي الیاژونه تر ډېره پورې د دوه جلا فلزي عناصرو ترکیب دی. له دې سره غیر فلزي عناصر هم په الیاژونو کې ور اضافه کېږي څو د ګټې اخیستنې لپاره مناسب خواص ومومي. د فلزاتو د تولید مطالعه په وسپنیزې متالورژي (همدارنګه د تورې متالورژي په نوم پېژندل کېږي) او غیر وسپنیزې متالورژي (چې د رنګي متالورژي په نوم هم پېژندل کېږي) وېشل کېږي. په وسپنیزه متالورژي کې د اوسپنې پر بنسټ بهیرونه او الیاژونه شاملېږي په داسې حال چې په غیر وسپنیزې متالورژي کې د نورو فلزاتو الیاژونه او بهیرونه شاملېږي. وسپنیز تولیدات د نړۍ د فلزي تولیداتو ۹۵ سلنه برخه جوړوي.

معاصر متالورژیستان په دواړو سنتي او نوې رامنځته شوې برخو کې د نورو پوهانو او انجینرانو په خوا کې د کاري ډلې د غړو په توګه کار کوي. په سنتي چارو کې یې د معدني موادو پروسس، فلزي تولید، حرارتي عملیات، د ماتېدو تحلیل او تجزیه او همدارنګه د فلزاتو وصل کېدل ( ویلډنګ، جوش کاري او لیم کاري) شاملېږي. په نوې رامنځته شوې برخې کې یې بیا نانو ټکنالوژي، سوپرکانډکټور، کامپوزیټ، بایومېډیکل فلزات، الکټرونیک فلزات (نیمه کانډکټور) او سطحي انجینري شاملېږي. متالورژۍ ته اړوندې ډېری لارې چارې او وسیلې لکه لوړه کوره، چدن او هایدرولیکي میخانیک لرونکي چکشونه په چین کې رامنځته شوې دي.

د متالورژي تاریخچه

داسې څرګندېږي چې د انسان له خوا لومړنی ثبت شوی فلز طلا ده چې په ازاد او خالصه توګه موندل کېدله. د طبیعي طلا ډېره لږ کچه د هسپانیا په غارونو کې موندل شوې چې له میلاد څخه وړاندې ۴۰۰۰۰ کاله پخوا پالئوتیک دورې ته اړوندېده. نقره، مس، قلعي او د شهابي ډبرو وسپنه هم په خالص ډول موندل کېږي چې څرګندوي په لومړنیو کلتورونو کې په محدودې کچې سره فلز کارۍ شتون درلود. یو شمېر فلزات په ځانګړې توګه قلعي، سرپ او په لوړه تودوخه کې مس کېدای شي په یوه لوړه کوره او یا هم د اور په بټۍ کې د کاني ډبرو په ګرمولو چې د ویلې کولو بهیر ورته ویل کېږي؛ ترلاسه کېدای شي. د استخراجي متالورژۍ شواهد له میلاد څخه وړاندنۍ پنځمې او شپږمې دورې ته اړوندېږي چې د اوسنۍ سربیا په مایدانپک، جارمواک او پلوچنیک لرغونو سایټونو کې موندل شوي.

استخراج

استخراجي متالورژي د معدني ډبرو څخه د فلزاتو ویستلو او همدارنګه په خالصو فلزاتو باندې د استخراج شوو خامو فلزاتو اړولو ته ویل کېږي. د دې لپاره چې د فلزاتو اکساید یا سلفاید خالص فلز ته واړول شي؛ کاني ډبره باید په فزیکي، کیمیاوي او یا هم الکترولیتي ډول تجزیه شي. استخراج کوونکي متالورژیستان له لومړنیو دریو جریانونو؛ میده کولو، تغلیظ (فلزي اکساید/سلفاید) او له ضایعاتو سره سروکار لري.

له استخراج وروسته لویې معدني ډبرې د کوچني کولو یا ژرنده کولو په مرسته ماتېږي او په کافي کچه د هغې وړې ذرې رامنځته کېږي چې بیا هره زره یې یا ارزښتمنه پاتې کېږي او یا هم ډېرې یې په ضایعاتو کې راځي. د ذراتو تغلیظ بیا له شکلي ارزښت سره چې له جدا کولو ملاتړ کوي پام وړ فلز ته د دې وړتیا ورکوي له اضافي موادو جلا کړای شي.

که چېرې کاني ډبرې او فزیکي محیط د تصفیې لپاره مساعد وي کېدای شي د کان استخراج ضروري نه وي. تصفیه معدني مواد په کاني ډبره کې حل کوي او د یو غني محلول لامل ګرځي. دغه محلول د ارزښتمنو فلزاتو د استخراج په موخه راغونډول کېږي او پروسس کېږي. کاني ډبرې تر ډېره پورې له یوه ارزښتمن فلز څخه د زیاتو لرونکې وي.

د پخوانیو بهیرونو باطله مواد کېدای شي په نورو بهیرونو کې له اصلي کاني ډبرې څخه د ثانوي محصول د استخراج لپاره د میده کولو پر مهال مهم وي. له دې سربېره یو کانسنټرېټ/تغلیظ کېدای شي له یوه ارزښتمن فلز زیات ولري.

فلزات او د هغو الیاژونه

د انجینرۍ په رایجو فلزاتو کې المونیم، کروم، مس، وسپنه، مګنیزیم، نیکل، تیتانیوم، زنک او سلیکان شاملېږي. دغه فلزات یوازې له سلیکان پرته تر ډېره پورې د الیاژ په توګه کارول کېږي.

د اوسپنې- کاربن د الیاژ د سیسټم د درک په موخه ګڼې هڅې شوي چې فولاد او چدن په کې شاملېږي. ساده کاربني فولاد (هغه چې په اساسي ډول یوازې کاربن د الیاژي عنصر په توګه په ځان کې لري) په کم لګښت لرونکو او لوړ استحکام لرونکو چارو کې کارول کېږي؛ چېرې چې نه وزن او نه د هغو زنګ وهل اصلي اندېښنه بلل کېږي. چدن، په ځانګړې توګه ډاکټیل چدن هم د وسپنې او کاربن د الیاژ یو ډول دی. د وسپنې- منګنیز، کروم الیاژونه (هاډفیلډ ډول فولاد) په غیر مقناطیسي چارو لکه جهت لرونکو کنستنو کې کارول کېږي.

زنګ نه وهونکي فولاد په ځانګړې توګه آستنیتي زنګ نه وهونکي فولاد، ګلوانیزه شوي فولاد، د نکلو الیاژ، د تیتانیوم الیاژ او ځینې مهال د مسو الیاژ په هغو ځایونو کې کارول کېږي چې د زنګ وهلو پر وړاندې مقاومت اړین وي.

د المونیم الیاژ او د مګنیزیم الیاژ تر ډېره په هغو مواردو کې کارول کېږي چې یوې قوي خو سپکې قطعې ته اړتیا وي چې په موټرو او هوايي فضایي سیسټمونو کې کارول کېږي.

د نیکلو او مسو الیاژونه (لکه مونل) په ډېری هغو چاپېریالونو کې چې زنګ وهل پرېمانه وي او غیر مقناطیسي استفادې ته اړتیا نه وي کارول کېږي.

د نکلو پر بنسټ سوپر الیاژونه لکه اینکونل په لوړ حرارت لرونکو کارونو لکه په ګازي توربینونو، توربو چارجونو، فشاري مخازنو او حرارتي تبدیل کوونکو کې کارول کېږي.

د کچې څخه ډېر زیات حرارت لپاره له یو بلوري الیاژونو څخه کار اخیستل کېږي چې د شکل اړولو کچه بیخي راکموي. په معاصرو الکټرونیک وسایلو کې یو بلوري سیلیکان د فلز – اکساید – سلیکان ترانزیسټورونو (MOS) او مدار لرونکو سرکټونو لپاره اړین دی.