Metallurgie
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Metallurgie is een deelgebied van de materiaalkunde dat zich bezighoudt met de studie van de natuurkundige en scheikundige gedragingen van de metalen en hun mengsels, de legeringen. Het deelgebied extractieve metallurgie wordt soms ook kortweg metallurgie genoemd, en houdt zich bezig met het winnen van metalen uit ertsen of afvalstromen.
In tegenstelling tot andere ingenieurs bestudeert een metallurg de invloed van de samenstelling en de behandelingen op de microscopische structuur van metalen, en van de structuur op hun eigenschappen. De metallurg bestudeert de structuur die ten grondslag ligt aan de specifieke eigenschappen die de mechanische, elektrische, of bouwkundige ingenieur nodig heeft. De technieken om de structuur te bestuderen worden metallografie genoemd.
Men wil uiteindelijk de volgende eigenschappen bereiken:
- Mechanische eigenschappen (zoals de treksterkte)
- Corrosiebestendigheid (zoals bij roestvast staal)
- Elektrische eigenschappen (zoals de geleidbaarheid van aluminium en koper).
Technologisch behelst de metallurgie verschillende stappen, na de winning van het erts, tot de productie van een bruikbaar voorwerp.
Inhoud |
[bewerken] Extractieve metallurgie
De eerste stap is de extractieve metallurgie, waarin onderscheid gemaakt wordt tussen:
- pyrometallurgie: de reactie (bijvoorbeeld reductie van het oxide tot metaal) wordt gestimuleerd door warmte. Enkele veelgebruikte installaties zijn de hoogoven, het wervelbed, en de elektrische boogoven.
- hydrometallurgie: de reacties verlopen in een waterig milieu. Voorbeelden van technieken zijn logen en precipitatie.
- elektrowinning: elektrische stroom zorgt voor de reductie van het metaalion naar het metaal. Dit kan in waterig milieu gebeuren (bijv. voor zink), maar ook in gesmolten zouten, zoals voor aluminiumproductie.
De samenstelling van legeringen is hierbij van groot belang. Hoogwaardig staal bestaat uit ijzer met een groot aantal toevoegingen, die bijvoorbeeld de sterkte beïnvloeden. Vervolgens komt de gieterijkunde aan bod.
[bewerken] Warmtebehandelingen
Eens het materiaal gegoten werd zijn er verscheidene warmtebehandelingen om de gewenste eigenschappen te bereiken:
Door bijvoorbeeld een werkstuk snel af te koelen, of juist heel geleidelijk, wordt immers de microstructuur beïnvloed. Een voorbeeld is het harden van staal door het af te schrikken, waarbij martensiet wordt gevormd.
[bewerken] Vormgeving
Hoofdartikel: vormgevingstechniek
Ook de vorm kan worden aangepast met een vormgevingsstap:
en ook hierbij verandert de microstructuur en de eigenschappen. Staaldraad wordt bijv. vele malen sterker door ze te trekken, omdat het perlietstructuur meer volgens de trekas georiënteerd wordt.
[bewerken] Zie ook
 |
Meer afbeeldingen die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden in de categorie Metallurgy van Wikimedia Commons. |
