Selama berabad-abad, logam telah digunakan. Berbagai jenis logam berharga sangat penting dalam sebagian besar proses manufaktur dan produksi. Hampir setiap aspek kehidupan modern menggunakan logam, terutama dalam bidang kedirgantaraan. Selain itu, hal ini mencakup studi bahan baru yang telah digunakan di berbagai bidang, baik murni maupun campuran.
Metalurgi, dalam ilmu material dan teknik material, adalah studi tentang sifat kimia dan fisik serta perilaku logam. Ini juga mencakup senyawa intermetalik dan campuran unsur logam yang disebut paduan. Metalurgi dianggap sebagai salah satu bidang ilmu teknik yang penting karena aplikasi saat ini memerlukan paduan baru dengan kekuatan besar dan bobot rendah.
Namun, ada beberapa hal yang membedakan proses pembuatan logam konvensional dari proses pembuatan metalurgi. Pengerjaan logam adalah proses yang digunakan produsen untuk membentuk dan membuat logam mentah menjadi bentuk yang dikenali dan digunakan secara luas setiap hari. Di sisi lain, metalurgi adalah bidang yang memisahkan logam dan memilih logam yang tepat, kemudian dimasukkan ke dalam kondisi kimia dan paduan yang sesuai. Setelah itu, bahan dapat diubah dan digunakan untuk tujuan yang lebih khusus. Baca terus untuk mengetahui lebih banyak tentang pekerjaan ini!
Semua yang perlu Anda ketahui tentang teknik metalurgi
Industri metalurgi membutuhkan banyak ilmu pengetahuan dan pengalaman praktis. Tidak semua insinyur metalurgi terlibat langsung dalam proses produksi seperti yang lainnya, sehingga mereka memiliki pemahaman yang lebih baik tentang di mana mereka mengerjakan logam. Tujuan utama pekerjaan ini biasanya adalah menstabilkan berbagai logam dan membantu menjadikannya sekuat mungkin, seringkali dengan mempertimbangkan aplikasi tertentu, seperti ruang angkasa.
Dalam teknik metalurgi, sifat mekanik dan fisik logam dipelajari untuk menentukan bagaimana logam dapat diubah secara aman menjadi barang yang bermanfaat bagi manusia. Aplikasi ini dapat diterapkan pada chip komputer, mobil, implan bedah, dan bahkan material untuk eksplorasi ruang angkasa.
Sangat sedikit program teknik metalurgi yang masih menerima siswa yang ingin menjadi insinyur atau ilmuwan metalurgi. Calon untuk pekerjaan ini masih dapat memperoleh gelar sarjana, magister, atau gelar lanjutan apa pun yang terkait.
Banyak insinyur metalurgi harus mempelajari banyak bidang pekerjaan. Ini mencakup lima bidang studi yang berbeda:
1. Pengolahan Mineral
Pengolahan mineral adalah tahap pertama dalam mengekstraksi logam dari bijihnya. Di sini, para insinyur memisahkan, mengekstraksi, dan memusatkan mineral kaya yang ditemukan di kerak bumi melalui berbagai prosedur fisik dan kimia.
Bagi seorang insinyur proses mineral, setiap badan bijih memiliki berbagai masalah dan kesulitan pemrosesan yang harus ditangani dengan mengubah teknologi saat ini atau membuat teknologi baru.
Bisnis mineral yang mengandung logam bukan satu-satunya industri yang menggunakan pengolahan mineral. Selain itu, ia bergerak dalam sektor mineral industri. Selain itu, berbagai proses daur ulang dan perbaikan lingkungan menggunakan teknologi pemrosesan mineral.
2. Metalurgi ekstraktif
Bidang metalurgi ekstraktif menggunakan berbagai teknologi. Insinyur proses metalurgi bekerja dengan logam dan produk berharga lainnya dari konsentrat mineral, skrap, dan bahan lainnya. Metalurgi ekstraktif menggunakan kemampuan dalam pirometalurgi (pemrosesan termal), hidrometalurgi (pemrosesan air), dan elektrometalurgi (pemrosesan elektrolitik). Akibatnya, bidang teknik kimia dan teknik metalurgi sangat mirip. Namun, perbedaan utama antara insinyur kimia dan metalurgi adalah bahwa insinyur kimia lebih fokus pada bahan organik, seperti petrokimia dan bahan biologi.
Dalam beberapa situasi, penambangan mungkin tidak diperlukan jika badan bijih dan lingkungan sekitarnya tercemar. Pelarutan mineral dalam badan bijih untuk menghasilkan larutan yang diperkaya dikenal sebagai pencucian. Solusi dikumpulkan dan diproses untuk mengekstrak logam mulia. Berbagai jenis logam mulia biasanya ada dalam bahan bijih.
Selain itu, tailing dari proses sebelumnya dapat digunakan sebagai umpan untuk proses berikutnya, yang akan menghasilkan produk sekunder dari sumber mineral aslinya. Selain itu, suatu konsentrat mungkin mengandung lebih dari satu logam mulia dalam konsentrasi yang berbeda. Setelah konsentrat logam mulia diolah, ia akan dibagi menjadi komponennya masing-masing.
3. Metalurgi fisik
Metalurgi fisik adalah proses di mana logam diproses menjadi produk melalui paduan, penempaan, pengelasan, pengecoran, dan pembuatan bubuk untuk mengontrol kualitas kimia, fisik, dan mekanik, seperti ketahanan terhadap korosi, kekuatan, dan keuletan.
4.Rekayasa material
Teknik material menggunakan ide serupa dengan yang disebutkan di atas untuk aplikasi dengan keramik, kaca, polimer, dan material komposit. Insinyur material menggunakan pengetahuan mereka tentang struktur dan karakteristik berbagai material saat mereka membuat dan mengembangkan material baru yang canggih untuk digunakan.
Studi ini sangat efektif dalam metalurgi fisik karena mengajarkan siswa berbagai metode untuk mengubah logam menjadi produk melalui paduan, penempaan, pengelasan, pengecoran, dan pemrosesan bubuk.
5. Pemprosesan bahan
Pemrosesan material adalah bidang ilmu material di mana teknik dan konsep serupa dengan metalurgi fisik digunakan untuk membuat material yang berguna untuk berbagai aplikasi, seperti keramik, kaca, komposit, polimer, dan beberapa mineral dan logam.
Sejarah Metalurgi
Dalam jumlah kecil, emas alam ditemukan di gua-gua di Spanyol yang berasal dari akhir periode Paleolitikum, sekitar 40.000 tahun yang lalu. Emas ini tampaknya merupakan logam tertua yang diketahui digunakan oleh manusia.
Selain emas dan perak, logam lain seperti tembaga, timah, dan besi meteorik juga dapat ditemukan dalam bentuk aslinya, yang berarti bahwa orang-orang awal hanya dapat memproduksi jumlah kecil.
- Peleburan
Peleburan adalah proses pengambilan logam tertentu dari bijihnya hanya dengan memanaskan batuan di dalam api atau tanur tinggi. Timah, timbal, dan tembaga termasuk di antara logam yang dapat diperoleh kembali dari bijihnya pada suhu yang lebih tinggi.
Bukti paling awal dari metalurgi ekstraktif berasal dari milenium ke-5 dan ke-6 SM. Telah ditemukan di situs arkeologi di Majdanpek, Jarkovac, dan Plonik, semuanya terletak di Serbia modern saat ini. Situs Belovode di Plocnik telah diidentifikasi sebagai lokasi peleburan tembaga pertama di dunia. Lokasi ini menghasilkan kapak tembaga yang berasal dari tahun 5.500 SM dan dikaitkan dengan budaya Vina.
Penggunaan timah pertama yang tercatat berasal dari desa neolitik akhir Yarim Tepe dan Arpachiyah di Irak selama periode neolitik akhir. Menurut artefak, peleburan timbal terjadi sebelum peleburan tembaga.
Dilaporkan juga bahwa peleburan tembaga terjadi pada periode yang sama, tak lama setelah 6.000 SM. Namun penggunaan timbal tampaknya sudah terjadi terlebih dahulu, sebelum peleburan tembaga.
Situs di dekat Tell Maghz Aaliyah, yang tampaknya jauh lebih tua dari mereka dan tampaknya tidak memiliki tembikar, juga dilaporkan mengerjakan logam awal.
Sebuah situs pemakaman di sebelah barat Varna, Bulgaria, sekitar empat kilometer dari pusat kota, dianggap sebagai salah satu situs arkeologi terpenting dalam sejarah prasejarah. Tempat ini pernah menjadi tempat penemuan harta karun emas tertua di dunia—yang berasal dari tahun 4.600 SM hingga 4.200 SM. Penemuan penting lainnya, keping emas dari tahun 4.500 SM yang baru ditemukan di Durankulak, dekat Varna. Logam awal telah ditemukan di Stonehenge, Portugal, Spanyol, dan tempat lain sejak milenium ketiga SM. Sebaliknya, asal-usul lain tidak jelas, dan temuan baru terus muncul.
- Zaman Perunggu
Sekitar 3.500 SM, para ilmuwan di Timur Dekat menemukan bahwa mereka dapat membuat logam yang lebih baik, yang mereka sebut perunggu, dengan menggabungkan tembaga dan timah. Ini membuka Zaman Perunggu, yang menandai kemajuan teknologi besar.
- Zaman Besi
Mengubah bijih besi menjadi logam yang dapat digunakan tidak semudah mengubah bijih tembaga atau timah menjadi logam yang dapat digunakan. Menurut bukti arkeologi, metode ini diciptakan oleh bangsa Het sekitar tahun 1200 SM, menandai awal Zaman Besi. Rahasia memperoleh dan mengolah besi merupakan komponen penting dari kemakmuran bangsa Filistin.
- Metalurgi
Penemuan penting dalam metalurgi besi dapat dikaitkan dengan banyak budaya dan peradaban kuno. Banyak imperium dan kerajaan kuno di Timur Dekat dan Timur Tengah telah hilang. Ini mencakup kerajaan dan kerajaan kuno dari Iran kuno hingga Mesir kuno, Nubia, dan Anatolia. Ini juga mencakup orang Yunani dan Romawi kuno, orang Eropa kuno dan abad pertengahan, Tiongkok kuno dan abad pertengahan, India kuno dan abad pertengahan, dan Jepang kuno dan abad pertengahan.
Penggunaan tanur sembur, pembuatan besi tuang, penggunaan palu trip bertenaga hidrolik, dan penggunaan piston kerja ganda adalah beberapa aplikasi, teknik, dan perangkat yang berkaitan dengan metalurgi yang ditemukan di Tiongkok kuno. di bawah ini, antara lain.
Sebuah buku bernama De re Metallica yang ditulis oleh Georg Agricola pada abad ke-16 menjelaskan teknik penambangan, ekstraksi, dan metalurgi yang sangat maju dan canggih yang digunakan hingga saat ini. Seorang sejarawan menyebut Agricola sebagai "Bapak Metalurgi". "Metallourgós", yang berarti "pekerja logam" dalam bahasa Yunani Kuno, berasal dari kata "metallon", yang berarti "tambang, logam," dan "érgon", yang berarti "tenaga kerja."
Kata tersebut awalnya digunakan oleh seorang alkemis untuk mengekstraksi logam dari mineral, dengan akhiran "-urgy" yang menunjukkan suatu proses, terutama manufaktur. Encyclopedia Britannica tahun 1797 membahas hal ini.
Pada akhir 1900-an, bidang ini berkembang untuk mencakup penelitian yang lebih umum tentang paduan, logam, dan proses yang terkait.
- Logam dan Panduan
Logam yang paling umum digunakan dalam rekayasa adalah aluminium, tembaga, besi, nikel, magnesium, kromium, titanium, seng, dan silikon. Sebagian besar logam ini digunakan dalam paduan untuk membuat logam lain, kecuali silikon.
Untuk memahami sistem paduan besi-karbon, yang terdiri dari baja dan besi tuang, sejumlah besar penelitian telah dilakukan. Untuk aplikasi yang murah dan berkekuatan tinggi, baja karbon biasa adalah standar.
Seperti baja, sistem besi-karbon terdiri dari besi ulet dan besi tuang lainnya. Paduan besi-mangan-kromium semakin banyak digunakan dalam aplikasi yang tidak magnetik, seperti pengeboran.
Baja tahan korosi, seperti baja tahan karat austenitik, galvanis, titanium, dan paduan tembaga, digunakan jika ketahanan terhadap korosi sangat penting.
Paduan aluminium dan magnesium sering digunakan sebagai bahan bangunan ketika diperlukan barang yang ringan dan kokoh, seperti dalam aplikasi otomotif dan ruang angkasa.
Paduan tembaga-nikel digunakan untuk aplikasi nonmagnetik, dalam kondisi korosif, dan di luar angkasa.
Penggunaan superalloy berbasis nikel seperti Inconel dalam aplikasi yang membutuhkan suhu tinggi seperti turbocharger, turbin gas, bejana tekan, dan penukar panas semakin meningkat.
Terakhir, paduan kristal tunggal digunakan pada suhu yang sangat tinggi untuk mengurangi mulur. Silikon kristal tunggal dengan kemurnian tinggi, yang digunakan dalam elektronik modern, memungkinkan pembuatan transistor logam-oksida-silikon dan sirkuit terpadu.
Pelajari lebih lanjut tentang teknik metalurgi
Cari tahu lebih lanjut tentang apa yang dilakukan Insinyur Metalurgi di Roar Engineering! Anda dapat melihat layanan teknik metalurgi kami di situs web kami. Jika Anda memiliki pertanyaan atau pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami melalui halaman kontak kami.
Disadur dari: roarengineering.com