야금학이 세 분야로 나누어지는 이유
야금학(Metallurgy)은 금속에 관한 과학이자 기술입니다. 광석에서 금속을 추출하는 방법, 내부 구조를 제어하는 방법, 유용한 엔지니어링 부품으로 성형하는 방법을 다룹니다. 편의상 이 분야는 전통적으로 추출 야금학, 물리적 야금학, 기계 야금학의 세 가지 분야로 나누어집니다. 세 가지 가지는 땅속에 있는 암석부터 완성된 부품까지 금속의 전체 수명을 따르며, 별도로 연구하더라도 실제로는 밀접하게 연결되어 있습니다.
합금철 구매자는 세 가지 부문을 동시에 충족합니다. 송장에 표시된 페로실리콘 또는 페로망간 등급은 추출 야금의 결과입니다. 레이들이나 용광로 내부에서 해당 합금의 거동은 물리적 야금에 따라 달라집니다. 최종 주조 또는 압연 제품이 사용되는 방식은 기계 야금에 따라 달라집니다.
추출 야금학: 광석에서 금속까지
추출 야금은 광석에서 금속을 얻는 것을 다룹니다. 이는 부유선광, 중력 분리, 자기 분리 등의 방법으로 광석을 파쇄, 분쇄 및 농축하는 광물 가공으로 시작됩니다. 그런 다음 농축물은 건식 야금, 습식 야금 또는 전기 야금으로 처리됩니다. 건식 야금은 크로마이트 광석을 고탄소 페로크롬으로 제련하거나 수중 아크로에서 석영을 실리콘 금속으로 환원시키는 것과 같이 고온을 사용합니다. 습식 야금술은 니켈과 코발트에 대한 침출 및 용매 추출과 같은 수성 화학을 사용합니다. 전기 야금은 망간의 전해 채취와 같은 전류를 사용합니다.
일반적인 공정 단계에는 황을 제거하기 위한 로스팅, 금속에서 슬래그를 분리하기 위한 제련, 탄소와 실리콘을 조정하기 위한 정제, 잉곳이나 과립으로의 주조 등이 포함됩니다. 고탄소 페로망간을 위한 FeMn78C8.0 또는 페로실리콘을 위한 FeSi75와 같은 합금 등급은 탄소, 규소, 인 및 황 수준이 이후 처리가 아닌 환원 및 정제 단계에 의해 설정되기 때문에 이 분류에 의해 정의됩니다.
물리적 야금: 구조 및 특성
물리적 야금학은 금속의 내부 구조와 그 구조가 금속의 특성을 어떻게 제어하는지 연구합니다. 결정 구조, 상태 다이어그램, 응고 및 가열 및 냉각 중에 발생하는 변형을 다룹니다. 철 탄소 다이어그램은 탄소가 약 0.8%인 강철이 탄소가 0.2%인 강철과 상당히 다르게 거동하는 이유를 설명합니다. 어닐링, 노멀라이징, 담금질 및 템퍼링과 같은 열처리 작업은 물리적 야금학자가 선택한 미세 구조를 생성하도록 설계되었습니다.
주조소에서 물리적 야금학은 접종을 설명하는 분야입니다. 용융된 회철에 실리콘 기반 접종제를 추가하면 흑연의 핵형성이 바뀌고 이에 따라 흑연 플레이크의 크기와 모양도 달라집니다. ISO 185 및 ASTM A48과 같은 표준은 인장 강도에 따라 회주철을 분류하며, 강도는 물리적 야금학에서 설명하는 흑연 구조에 직접적으로 의존합니다.
기계 야금: 성형 및 테스트
기계 야금학은 금속의 성형과 성능 측정을 다룹니다. 여기에는 하중을 받는 금속의 소성 변형 및 흐름과 함께 주조, 단조, 압연, 압출, 드로잉 및 기계 가공이 포함됩니다. 또한 기계적 테스트(강도 및 신율에 대한 인장 테스트, 경도 테스트, 인성에 대한 충격 테스트, 사용 수명에 대한 피로 테스트)도 다룹니다.
올바른 합금을 사용 가능한 제품으로 변환하는 지점입니다. 연성철의 열은 올바른 화학적 성질을 가질 수 있지만 올바른 성형, 게이트 및 공급 연습만이 건전한 주조를 생성할 수 있습니다. 기계 야금은 또한 구매 사양에 기록된 인장 강도, 항복 강도, 연신율 및 경도 한계와 같이 구매자가 사용하는 허용 기준을 제공합니다.
자주 묻는 질문
Q: 야금의 세 가지 유형은 무엇입니까?
세 가지 유형은 추출 야금, 물리적 야금 및 기계 야금입니다. 추출 야금은 광석에서 금속을 얻고, 물리적 야금은 구조와 특성을 제어하며, 기계적 야금은 금속을 형성하고 성능을 테스트합니다.
Q: 추출 야금과 물리적 야금의 차이점은 무엇입니까?
추출 야금은 광석, 슬래그 및 용융 금속을 사용하여 필요한 화학 성분의 금속 또는 합금철을 생산합니다. 물리적 야금술은 나중에 고체 금속을 사용하여 결정 구조 및 단계를 경도, 강도 및 연성과 같은 특성과 연관시킵니다.
Q: 열처리는 어느 분야에 속하나요?
열처리는 주로 물리적 야금에 속합니다. 왜냐하면 그 목적은 미세 구조를 변화시켜 특성을 변화시키는 것이기 때문입니다. 이를 수행하는 데 사용되는 용광로 및 취급 장비는 일반적으로 기계 야금 및 공정 엔지니어링의 일부로 처리됩니다.
Q: 합금철 품질에 가장 중요한 부분은 무엇입니까?
추출 야금술은 대부분의 구매 사양에서 인용하는 합금철의 화학적 조성을 결정합니다. 그런 다음 물리적 야금 및 기계적 야금을 통해 해당 합금이 고객 용광로 또는 주조에서 의도한 대로 작동하는지 여부를 결정합니다.
Q: 분말야금이 네 번째 유형인가요?
분말 야금은 일반적으로 별도의 부문이 아닌 제조 경로로 취급됩니다. 분말 제조의 추출적 아이디어, 소결의 물리적 야금, 완성된 부품의 압착 및 테스트에 대한 기계적 야금을 결합합니다.
