معرفی مهندسی مواد

[ghasem motamedi]

مهندسی مواد
دیباچه: رشته‌ مهندسی‌ مواد در مقطع‌ کارشناسی‌ دارای‌ دو شاخه‌ متالورژی و سرامیک‌ است‌.
شاخه متالورژی:
تصور کنید که در حال رانندگی در یکی از بزرگراه‌ها هستید که ناگهان کامیونی با خودروی شما برخورد می‌کند و خسارت سنگینی بر آن وارد می‌سازد. چنین برخوردی در حال حاضر علاوه بر صرف هزینه‌ای قابل توجه و نیاز به زمانی نسبتاً طولانی برای تعمیر، از ارزش خودروی شما خواهد کاست اما اگر بدنه خودرو به طور کامل از جنس آلیاژ "Tini" ساخته شده باشد، حداقل برای صافکاری مشکلی نخواهید داشت چون کافی است که بدنه خودرو را تا حد معینی حرارت بدهید تا بدنه تصادفی به سرعت تغییر شکل یابد و شکل اولیه خود را پیدا کند. البته در حال حاضر این یک خیال پردازی علمی است، اما با پیشرفت روز افزون علم متالورژی به زودی موانع تکنولوژیکی در راه تولید و کاربرد این آلیاژها برطرف می‌شود و مقدار زیادی از این مواد در شکل‌های گوناگون تولید خواهد شد.متالورژی به عنوان یک علم، دانش نسبتاً جوانی است که تنها صد سال از عمر آن می‌گذرد و با کشف روش‌های جدید استخراج و تصفیه فلزات، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد، فنون جدید شکل دادن و تولید فلزات، متولد شده است. علمی که به دو بخش کلی متالورژی استخراجی و صنعتی تقسیم می‌شود که البته هر دو بخش مذکور در دانشگاه‌های کشور ما نیز به عنوان دو گرایش از رشته مهندس مواد شاخه متالورژی ارائه می‌گردد.
گرایش‌ متالورژی استخراجی‌:
متالورژی استخراجی‌ شامل‌ جداکردن‌ فلزات‌ از سنگ‌ معدن‌ و تصفیه‌ آنها (تولید فلزات‌)، شناخت‌ انواع‌ کوره‌ها، سوخت‌ها و فعل‌ و انفعالات‌ شیمیایی‌ می‌شود. به‌ عنوان‌ مثال‌ آنچه‌ در کارخانه‌ ذوب‌آهن‌ اصفهان‌ تا مرحله‌ تهیه‌ شمش‌ آهن‌ خام‌ (چدن‌) انجام‌ می‌شود، عمدتاً مربوط‌ به‌ متالورژی استخراجی‌ است‌.
درس‌های‌ این‌ رشته‌ در طول‌ تحصیل :
دروس‌ مشترک‌ در‌ شاخه‌های‌ مختلف‌ مهندسی‌ مواد:
ریاضی‌، معادلات‌ دیفرانسیل‌، ریاضی‌ مهندسی‌، محاسبات‌ عددی‌، مبانی‌ و برنامه‌سازی‌ کامپیوتر، فیزیک‌، شیمی‌ عمومی‌، مبانی‌ مهندسی‌ برق‌ ، استاتیک‌، مقاومت‌ مصالح‌، کریستالوگرافی‌ ، پدیده‌های‌ انتقال‌، شیمی‌ فیزیک‌ مواد، ترمودینامیک‌ مواد ، خواص‌ فیزیکی‌ مواد، متالوگرافی‌، خواص‌ مکانیکی‌ مواد.
دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ متالورژی استخراجی‌ :
انتقال‌ مطالب‌ علمی‌ و فنی‌، ریخته‌گری‌، شکل‌ دادن‌ فلزات‌ ، تغلیظ‌ مواد معدنی‌ ، اصول‌ استخراج‌ فلزات‌، سینتیک‌ مواد، شیمی‌ تجزیه‌ ، عملیات‌ حرارتی‌ ، خوردگی‌ و اکسیداسیون‌، انجماد فلزات‌، مواد دیرگداز. (بسیاری‌ از دروس‌ این‌ رشته‌ همراه با آزمایشگاه‌ است.)
گرایش‌ متالورژی صنعتی‌:
متالورژی صنعتی‌ عبارت‌ است‌ از روش‌های‌ مختلف‌ تولید مصنوعات‌ فلزی‌ که‌ مهمترین‌ این‌ روش‌ها متالورژی پودری‌، شکل‌ دادن‌، جوشکاری‌ و ماشین‌کاری‌ است‌. همچنین‌ در متالورژی صنعتی‌ خواص‌ و مشخصات‌ فیزیکی‌، ساختاری‌ و مکانیکی‌ مواد بررسی‌ می‌شود.
دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ متالورژی صنعتی‌ :
ریخته‌گری‌، انجماد فلزات‌ ، شکل‌ دادن‌ فلزات‌، خواص‌ مکانیکی‌ مواد ، متالورژی جوشکاری‌ ، متالورژی پودر، روش‌های‌ نوین‌ آنالیز مواد، خوردگی‌ و اکسیداسیون‌، عملیات‌ حرارتی‌ ، استخراج‌ فلزات‌، انتقال‌ مطالب‌ علمی‌ و فنی‌.
شاخه‌ سرامیک‌:
امروزه‌ سرامیک‌ را هنر ساخت‌ ظروف‌ سرامیکی‌ و سفالینه‌ها نمی‌دانیم‌ بلکه‌ آن‌ را به‌ صورت‌ علمی‌ وسیعتر از ساخت‌ این‌گونه‌ وسایل‌ تعریف‌ می‌کنیم‌. بر این‌ اساس‌ می‌توان‌ گفت‌ که‌ سرامیک‌ بطور کلی‌ هنر و علم‌ ساختن‌ و به‌ کاربردن‌ اشیاء جامدی‌ است‌ که‌ اجزاء تشکیل‌دهنده‌ اصلی‌ و عمده‌ آنها مواد غیرآلی‌ و غیرفلزی‌ است‌ یعنی‌ علم‌ سرامیک‌ علاوه‌ بر سفالینه‌ها شامل‌ انواع‌ چینی‌ها، دیرگدازها، فرآورده‌های‌ ر‌ُسی‌ ساختمانی‌، مواد ساینده‌، لعاب‌های‌ چینی‌، سیمان‌، شیشه‌، مواد مغناطیسی‌ غیرفلزی‌، فروالکتریک‌ها، تک‌ بلورهای‌ مصنوعی‌ و محصولات‌ پیچیده‌تر دیگر می‌شود. دانشجویان مهندسی سرامیک در طول دوره تحصیلی خود، پس از کسب پایه‌های علمی و مهندسی لازم، کلیه فرآیند‌های ساخت سرامیک‌ها را از مواد اولیه و آماده سازی آن گرفته تا کنترل کیفی محصولات ساخته شده و ارتباط بین ساختمان و خواص این مواد فرا می‌گیرند.
دروس‌ تخصصی‌ شاخه‌ سرامیک‌:
ساختار سرامیک‌ها، سینتیک‌ مواد، روش‌های‌ نوین‌ آنالیز مواد ، خواص‌ الکتریکی‌ و نوری‌ سرامیک‌ها، مواد دیرگداز ، تئوری‌ شیشه‌ ، تئوری‌ پرسلان‌ها، آزمایشگاه‌ چینی‌، فرآیند ساخت‌ سرامیک‌، انتقال‌ مطالب‌ علمی‌ و فنی‌.
توانایی‌های‌ لازم :
در مهندسی‌ مواد، دو علم‌ شیمی‌ و فیزیک‌ اهمیت‌ ویژه‌ای‌ پیدا می‌کند. چرا که‌ بررسی‌ خواص‌ مواد بدون‌ آشنایی‌ با این‌ دو علم‌ امکان‌پذیر نیست. دانشجوی‌ این‌ رشته‌ علاوه‌ بر فیزیک‌ و شیمی‌ باید از دانش‌ ریاضی‌ اطلاعات‌ کافی‌ داشته‌ و قدرت‌ تجزیه‌ و تحلیل‌ خوبی‌ داشته‌ باشد. برای‌ مثال‌ با وجود آن‌ که‌ یک‌ مهندس‌ متالورژی نباید به‌ فکر پشت‌ میزنشینی‌ بوده‌ و باید آمادگی‌ کار در شرایط‌ سخت‌ را داشته‌ باشد، اما بدون‌ شک‌ مهندس‌ این‌ رشته‌ بیش‌ از توان‌ جسمانی‌ خوب‌ نیاز به‌ ذهنی‌ خلاق‌ و کنجکاو دارد. آشنایی‌ با زبان‌ انگلیسی‌ نیز در تمام‌ رشته‌های‌ مهندسی‌ ضروری‌ است‌. اما در مهندسی‌ سرامیک‌ این‌ ضرورت‌ بیشتر احساس‌ می‌شود چرا که‌ این‌ رشته‌ نسبتاً جدید است و در نتیجه‌ کتابهای‌ علمی‌ آن‌ کمتر به‌ زبان‌ فارسی‌ ترجمه‌ شده‌ است‌.
موقعیت‌ شغلی‌ در ایران :
فارغ‌التحصیلان‌ متالورژی استخراجی‌ می‌توانند جذب‌ مراکزی‌ شوند که‌ به‌ فرآیند استخراج‌ و تولید مواد اولیه‌ فلزی‌ (آهنی‌ و غیرآهنی‌) از کانه‌های‌ مربوط‌ می‌پردازند . برای مثال می‌توانند در صنایع‌ نفت‌ و پالایش‌ و همچنین‌ صنایع‌ آهنی‌ و غیرآهنی‌ مانند ذوب‌ آهن‌ اصفهان‌، مجتمع‌ مس‌ سرچشمه‌ و آلومینیم‌ اراک‌ فعالیت‌ کنند. فارغ‌التحصیلان‌ متالورژی صنعتی‌ نیز می‌توانند در مراکزی که با تولید قطعات فلزی سروکار دارند مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع‌ فولادسازی‌، صنایع‌ دفاع‌، هواپیماسازی‌، کشتی‌سازی‌، تراکتورسازی‌، خودروسازی‌ و ساخت‌ قطعات‌ مختلف‌ وسایل‌ خانگی‌ از جمله‌ یخچال‌، کولر، ماشین‌لباسشویی‌، تلویزیون‌ و ضبط‌ صوت‌ فعالیت‌ نمایند. در مورد فرصت‌های‌ شغلی‌ مهندس‌ سرامیک‌ نیز باید گفت‌ که‌ امروزه‌ صنایع‌ سرامیک‌ برای‌ رشد اکثر صنایع‌ اهمیت‌ بسیاری‌ دارند. برای‌ مثال‌ صنایع‌ متالورژی و سایر صنایعی‌ که‌ با درجه‌ حرارت‌ بالا سروکار دارند، مصرف‌کننده‌ مواد دیرگداز هستند یا صنایع‌ الکترونیک‌ احتیاج‌ به‌ قطعات‌ مختلف‌ سرامیکی‌ با خواص‌ الکترونیکی‌ و مغناطیسی‌ مطلوب‌ دارند. همچنین‌ صنایع‌ اتومبیل‌سازی‌، صنایع‌ ساختمانی‌، صنایع‌ تولید نیرو، مخابرات‌ و بالاخره‌ هر خانه‌ و خط‌ تولید هر کارخانه‌ای‌ نیاز به‌ فرآورده‌های‌ سرامیکی‌ دارد. در حال‌ حاضر کشور ما کارخانه‌های‌ عمده‌ کاشی‌سازی‌، چینی‌سازی‌، تولیدکننده‌ مواد نسوز، تولیدکننده‌ سرامیک‌های‌ الکتریکی‌، شیشه‌سازی‌، آجرسازی‌ و سیمان‌ دارد‌ که‌ فارغ‌التحصیلان‌ رشته‌ سرامیک‌ می‌توانند در آنها مشغول‌ به‌ کار گشته‌ و به‌ افزایش‌ کارایی‌ و راندمان‌ کارخانه‌ و همچنین‌ بهبود کیفیت‌ محصول‌ آن‌ کمک‌ نمایند.

[ghasem motamedi]

مقدمه

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c7/mavakh.jpg
بشر همواره برای رفع نیازهای خود، به ساخت ابزار آلات روی آورده است. انسانهای نخستین با استفاده از سنگ و چوب، وسایلی برای شکار حیوانات می‌ساختند و انسانهای امروزی نیز برای آسایش بیشتر، روز به روز وسایل و تجهیزات نوینی را خلق می‌کنند، مانند اتومبیلهای جدید، وسایل خانگی مدرن و تجهیزات پیشرفته‌ای برای سفر به کرات دیگر.
یکی از مشکلات همیشگی این پیشرفتها، عدم وجود ماده‌ای بود که بتواند در شرایط خاصی کارایی داشته باشد، به عنوان مثال بتواند نیروی زیادی را تحمل کند، ترک نخورد، در دمای بالا نرم نشود، ساییدگی آن در حد صفر باشد، اکسید نشود و ...
بدین دلیل، انسان همیشه به تولید مواد نوینی نیاز داشته که بتواند این خصوصیات را مرحله به مرحله افزایش دهد و شاید بتوان گفت که همواره تولید یک ماده نوین توانسته است پیشرفتهای زیادی در صنعت پدید آورد.
عنوان دقیق‌تر این رشته، مهندسی مواد است. مهندسی مواد شامل سه گروه عمده زیر است:

1- فلزات 2- پلیمر (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%BE%D9%84%DB%8C%D9%85%D8%B1)ها 3- سرامیک (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A 9)‌ها
با فلزات کم و بیش آشنایی داریم. پلیمر‌ها شامل تمام موادی می‌شوند که از نفت بدست می‌آیند. سرامیک‌ها نیز شامل تمام مواد به جز فلزات و پلیمر‌ها هستند. البته امروزه گروه چهارمی از مواد در صنعت به کار گرفته‌ می‌شود که تلفیقی از این سه گروه است و تحت عنوان کامپوزیت‌ها شناخته می‌شود.
شایان ذکر است که دسته دوم که همان پلیمر‌ها هستند، هم اکنون به صورت رشته‌ای مستقل به نام مهندسی پلیمر مطرح شده‌اند و دیگر جزء زیر مجموعه‌های رشته مهندسی مواد محسوب نمی‌گردند.
به طور کلی، کار یک مهندس مواد، تنظیم، ترکیب مناسب و کنترل مراحل تولید یک قطعه است.




سطوح رشته

ردیفنام دانشگاه کاردانیکارشناسیارشد دکترا 1آزاد- تهران *2آزاد- ساوه *3آزاد- سیرجان *4آزاد- شهرضا * 5آزاد- علوم و تحقیقات تهران *6آزاد- میبد ** 7آزاد- نجف آباد *8آزاد- کرج *9آزاد- یزد *10امام خمینی قزوین * 11بوعلی سینا همدان * 12تبریز *13تهران * 14زاهدان *15سمنان *16سهند تبریز * 17شهیدچمران اهواز * 18شیراز *19صنعتی اصفهان * 20صنعتی امیرکبیر *21صنعتی شریف *




درسهای رشته

ردیفنام درس ردیف نام درس 1فارسی 2آزمایشگاه استخراج فلزات 1 3آزمایشگاه استخراج فلزات 2 4آزمایشگاه تغلیظ مواد 5آزمایشگاه خواص مکانیکی مواد 1 6آزمایشگاه ریخته گری 1 7آزمایشگاه شیمی 1 8آزمایشگاه عملیات حرارتی 9آزمایشگاه فیزیک 1 10آزمایشگاه فیزیک 2 11آزمایشگاه مبانی مهندسی برق 12آزمایشگاه متالوگرافی 13استاتیک 14اصول استخراج فلزات 2 (پیرومتالوژی) 15انتقال مطالب علمی و فنی 16انجماد فلزات 17انقلاب اسلامی و ریشههای آن 18پدیدههای انتقال 19پروژه 20تاریخ اسلام 21تربیت بدنی 2 22تربیت بدنی 1 23ترمودینامیک مواد 1 24تغلیظ مواد معدنی 25تولید آهن 26تولید فلزات غیر آهنی 1 27تولید فلزات غیر آهنی 2 28خواص فیزیکی مواد 1 29خواص فیزیکی مواد 2 30خواص مکانیکی مواد 1 31خوردگی و اکسیداسیون 32ریاضی 1 33ریاضی 2 34ریاضی مهندسی 35ریخته گری 1 36زبان خارجی 37سینتیک مواد 38شیمی تجزیه و ازمایشگاه 39شیمی عمومی 1 40شیمی فیزیک مواد 41شکل دادن فلزات 1 42طراحی قالب 1 43عملیات حرارتی 44فرو آلیاژها 45فولاد سازی 46فیزیک 1 47فیزیک 2 48مبانی مهندسی برق 49مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی 50متالورژی عمومی 51متون اسلامی (آموزش زبان عربی) 52محاسبات عددی 53معادلات دیفرانسیل 54معارف اسلامی 2 55مقاومت مصالح 56مواد دیر گداز 57نقشه کشی صنعتی 58کارآموزی 59کانی شناسی 60کریستالوگرفای و آزمایشگاه




صنعت و بازار کار

فارغ‌التحصیلان دوره کارشناسی مهندسی متالورژی و مواد در گرایشهای مختلف با مهارتهای خود در زمینه‌های زیر کارآییی خواهند داشت.

الف: تخصص کافی در گرایش مربوطه
ب: شناخت فرآیندها و آشنایی با خواص مواد و روشهای تولید.
ج: تجزیه و تحلیل فرآیندها و ارزیابی آنها به منظور استفاده بهینه از سیستم‌ها
د: آشنایی با اصول علمی و تکنولوژی‌های مبتنی بر آنها در زمینه‌های مربوطه
ه: توانایی انجام پروژه‌های صنعتی و تحقیقاتی (کاربردی) در حد متعارف.
و: توانایی و راهبری سیستم‌های تولید مواد و ساخت قطعات و رفع مسایل و مشکلات معمولی آنها.

با توجه به غنی بودن کشور به لحاظ ذخایر معدنی و نیاز مبرم به صنایع زیر بنایی نظیر تولید فلزات اصلی و مواد غیر فلزی و با وجود واحدهای صنعتی بزرگ که با سرمایه‌گذاری زیاد به مرحله تولید رسیده‌اند نظیر واحدهای تولید آهن و فولاد و سایر فلزات، واحدهای نورد و شکل دادن فلزات ریخته‌گری، کارخانجات سرامیک و کاشی و شیشه‌سازی، و نیز با توجه به اهمیت مواد سرامیکی در صنایع الکتریکی و الکترونیکی، تربیت متخصصینی که قابلیت و کارآیی لازم را دارا باشند می‌تواند قدمی بزرگ در جهت شکوفایی صنعتی و قطع وابستگی به دیگر کشورها در این زمینه مهم تخصصی باشد.

[ghasem motamedi]

علم شناخت و استخراج فلزات و هنر کار روی آنها را متالوژی نامند.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/6/60/purealum.jpg

مقدمه

این تعریف که ««متالوژی که از قدیمی‌ترین هنرها و یکی از جدیدترین علوم است»» ، بخوبی تاریخچه طولانی و جالب رشته متالوژی را بیان می‌کند. از زمانی که بشر فلز (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D9%84%D8%B2) را شناخت، متالوژی را به‌عنوان یک هنر فرا گرفت. این علم ، فرآوری مواد معدنی از کانه‌های آنها (جداسازی از سنگ معدن) ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کار بر روی فلزات و شکل دادن آنها را در بر می‌گیرد. صنعت متالوژی در جهان از دیرباز به‌عنوان صنعت مادر شناخته شده ، با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی ، نقش آن آشکارتر می‌گردد. شواهد باستان شناسی نشان می‌دهد که ساکنین فلات ایران ، جزو اولین اقوامی بوده‌اند که به کشف فلزات و استفاده از آن نائل گردیده‌اند. با در نظر گرفتن این سابقه دیرینه ، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در کشورمان لازم است که دست‌اندرکاران متالوژی در شناسایی هر چه بیشتر این رشته کوشا بوده ، به طریقی سطح اطلاعات علمی و فنی سایرین را در این زمینه بالا ببرند.

تاریخچه متالوژی

دوره فلزات پس از عصر سنگ بوده ، از حدود 6 تا 7 هزار سال پیش از هجرت آغاز شده است. به نظر می‌رسد که مس (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%B3) اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. با نگاهی به انوع سنگهای مس ، می‌بینیم که آنها کم و بیش از ظاهری فلزی با رنگهای الوان ، نظیر نیلی ، لاجوردی ، سبز ، طلایی و رخ برخوردار می‌باشند این امر می‌تواند یکی از علل عمده توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد. از طرفی مس به‌صورت خالص در طبیعت یافت می‌شود و قابلیت شکل‌پذیری مناسبی دارد.

برخی از پژوهشگران نیز معتقدند که اولین بار ذرات براق طلا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B7%D9%84%D8%A7) که در کف رودخانه ها پراکنده بوده است، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیش از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشته‌اند. در ایران نیز از دوره هخامنشی ، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است.

با گذشت زمان ، قلع (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%82%D9%84%D8%B9) ، نقره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%86%D9%82%D8%B1%D9%87) ، سرب (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%D8%B1%D8%A8) و آنیتموان (سنگ سرمه) نیز کشف شد. فلزکاران با استفاده از آتش ، سرخ کردن و سپس ذوب فلزات ، آمیختن آنها را تجربه کرده ، به شناخت تجربی آلیاژها توفیق یافتند. از اختلاط قلع و مس ، مفرغ پدید آمده ، عصر مفرغ آغاز شد. مفرغ از هنر زیبایی با مس ، طلا و نقره رقابت می‌کرد و سختی و دوامش از انها بیشتر بود و نیازهای بشر را نیز برای ساخت ابزارهای مختلف تامین می‌کرد، لذا بشر تا مدتها به فکر ساختن آلیاژ یا کشف فلز جدیدی نبود.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/b/b5/image019.jpg
بدرستی معلوم نیست که انسان نخستین بار چگونه و از کجا سنگ آهن را کشف و ذوب نمود و فلز آهن را بدست آورد، اما از شواهد امر پیداست که از 5000 سال پیش انسانهای نخستین آهن را بکار می‌گرفتند و تقریبا در نصف این مدت ، آهن بعنوان وسیله ای زینتی و فلزی افسانه‌ای از توجه خاصی برخوردار بوده است. مصریان قدیم به آهن ، با- ان- پتن یا فلز بهشتی می‌گفتند.

به نظر می‌رسد که ابتدا شهاب‌های آسمانی که حاوی آهن و نیکل (15-6 درصد نیکل) بوده‌اند، توسط انسانهای نخستین بکار گرفته شده‌اند. اطلاق سنگ اسمانی و فلز ستارگان به آهن نیز موید همین است. آشوری‌ها ، بابلی‌ها ، کلدانی‌ها و عبری‌ها به‌علت گرانبها بودن آهن از آن در ساختن زیور آلات استفاده می‌کردند. در عهد حمورابی (2700 سال پیش از هجرت) ، بهای آهن هشت برابر نقره و معادل سه‌ربع بهای طلا بوده است.

در ایران قدیم نیز در دوره هخامنشی به مرور مصالح آهنی جای مصالح مفرغی را گرفت، بطوری‌که در اواخر این دوره ، اسلحه‌های آهنی جایگزین اسلحه‌های مفرغی شدند. پیشینیان ، سنگ معدن آهن را با زغال چوب مخلوط کرده ، مشتعل می‌نمودند. در دوران باستان ، در ایران ، بین النهرین ، یونان و روم مجموعا هفت فلز شناخته و بکار برده شده‌اند که شامل مس ، طلا (زر) ، نقره (سیم) ، آهن ، سرب (آبار) ، اقلع (ارزیز) و جیوه (سیماب) و پلاتین می‌باشند.

تولید فلزات در طول زمان

از دوران باستان تاکنون مجموعا 87 فلز کشف شده است که به جز 7 فلز مذکور ، 2 فلز در قرون وسطی ، 15 فلز در قرن دوازدهم هجری ، 43 فلز در قرن سیزدهم هجری و 20 فلز در قرن چهاردهم هجری (قرن معاصر) کسف شده‌اند. البته بین تاریخ کشف و زمانی که تولید فلزات از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شده است، فاصله زمانی طولانی وجود دارد. چون در بررسی مسائل متالوژی ، نه‌تنها تولید فلزات امر مهمی می‌باشد، بلکه موارد کاربرد آنها نیز باید قابل توجیه باشد.

برای مثال اورانیوم (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A7%D9%88%D8%B1%D8%A7%D9%86%DB%8 C%D9%88%D9%85) در سال 1221هجری خورشیدی کشف شده است، اما تولید صنعتی آن تا سال 1320هجری خورشیدی (1841م.) طول کشیده است. به عبارت دیگر حدود یک قرن پس از کشف اورانیوم ، یعنی زمانی که پدیده شکافت اتمی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D9%81%D8%AA+%D9% 87%D8%B3%D8%AA%D9%87%E2%80%8C%D8%A7%DB%8C) فلزات هسته‌ای (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B4%DB%8C%D9%85%DB%8C+%D9%87%D8% B3%D8%AA%D9%87%E2%80%8C%D8%A7%DB%8C) تحت استفاده مطلوب قرار گرفت، تولید آن در سطح صنعتی شروع گردید.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/2/22/009327.JPG

شکل‌گیری علم متالوژی

با گذشت زمان ، کشف روشهای جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد و فنون جدید شکل دادن و کاربر روی فلزات ، صنعت متالوژی به عنوان شاخه ای از علم ، جایگاهی مستقل یافت. امروزه علم متلوژی را به دو بخش کلی شامل متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی تقسیم نموده‌اند که این دو بخش ، اخیرا در دانشگاهها نیز به‌عنوان گرایشهای رشته مهندسی متالوژی انتخاب شده‌اند.

متالوژی استخراجی و شیمیایی شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات) ، شناخت انواع کوره‌ها ، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%88%D8%A7%DA%A9%D9%86%D8%B4+%D8% B4%DB%8C%D9%85%DB%8C%D8%A7%DB%8C%DB%8C) می‌باشد. این گرایش انواع متعددی از روشها را در بر می‌گیرد که از جمله می‌توان به کانه آرایی ، پر عیار کردن مواد معدنی ، شستن ، ذوب کردن ، تصفیه فلز مذاب و تولید شمش اشاره نمود.

متالوژی صنعتی شامل کار بر روی فلزات و مواد و تهیه محصول نهایی می‌باشد. در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیز بررسی می‌شوند. منظور از کار کردن روی فلزات ، روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی می‌باشد که مهمترین شیوه‌های تولید عبارتند از: متالوژی ژودر ، شکل دادن ، جوشکاری و ماشینکاری.

انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد. به‌عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%BE%D9%84%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8 C%DA%A9) کمی دارند یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته گری شکل داده می‌شوند.

[ghasem motamedi]

علم شناخت و استخراج فلزات و هنر کار روی آنها را ««متالوژی»» می‌‌گویند. این علم ، جداسازی مواد معدنی از سنگ معدن آنها ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کاربر روی فلزات و شکل دادن آنها را دربر می‌‌گیرد.

مقدمه

از زمانی که انسان ، فلز (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D9%84%D8%B2) را شناخت، متالوژی را به‌عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت متالوژی از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده ، با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می‌‌گردد. تحقیقات باستان شناسی نشان می‌‌دهند که اولین اقوامی ‌که موفق به کشف و استفاده از آن شدند، ساکنان فلات ایران بودند. با در نظر گرفتن این سابقه کهن ، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در ایران ، شایسته است که دست اندرکاران صنعت متالوژی در شناسایی این رشته و افزایش آگاهی عمومی ‌در این زمینه کوشا باشند.

تاریخچه

دوره فلزات ، بعد از عصر حجر و از حدود 6 تا 7 هزار سال قبل از هجرت آغاز شده است. شاید مس (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%B3) اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی ، لاجوردی ، سبز ، طلایی و سرخ برخوردار می‌‌باشند. این امر می‌‌تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.

برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B7%D9%84%D8%A7) که در کنار ماسه‌های کنار رودخانه‌ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی ، آثار متعددی از طلا و نقره (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%86%D9%82%D8%B1%D9%87) خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره ، سرب (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%D8%B1%D8%A8) ، آنتیموان (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%86%D8%AA%DB%8C%D9%85%D9%8 8%D8%A7%D9%86) و قلع (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%82%D9%84%D8%B9) نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش ، ذوب فلزات را تجربه نموده ، آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به‌عنوان مثال ، از مخلوط کردن قلع و مس ، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب ، عصر مفرغ شروع شد.

روشهای تولید مصنوعات فلزی

ریخته‌گری

ریخته‌گری ، عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌‌باشد. این روش ، قدیمی‌‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته شده است که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است و برای هوا دادن از فوتک بزرگی استفاده می‌‌کردند.

ریخته‌گری هم علم است و هم فن و هم هنر است و هم صنعت. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی ‌پیشرفت می‌‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌‌باشد، بدلیل اینکه بیشتر از 50 درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیکی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%BE%D9%84%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8 C%DA%A9) کمی ‌دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌‌شوند.

متالوژی پودر

با وجود اینکه از نظر تاریخی ، متالوژی پودر از قدیمی‌‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش ، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌‌رود، با متراکم نمودن به‌صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر ، فرایند قالب‌گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی ، عمل ««تف جوشی»» در دمای بالا (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AF%D9%85%D8%A7) در یک اتمسفر کنترل شده ، انجام می‌گیرد که در آن ، فلز متراکم ، جوش خورده ، به‌صورت ساختمان همگن محکمی ‌پیوند می‌‌خورد.

شکل دادن

در فرآیند شکل دادن با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرس کاری ، چرخشی ، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره ، محصول به‌صورت نهایی شکل داده می‌‌شود.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c1/moxmet.jpg

جوشکاری

بطور کلی ، جوشکاری (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AC%D9%88%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D8%B 1%DB%8C) ، عمل اتصال دادن قطعات فلزی به یکدیگر ، توسط گرم کردن محلهای تماس تا حالت ذوب و تخمیر (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%AA%D8%AE%D9%85%DB%8C%D8%B1) است که اتمهای هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده ، پس از سرد شدن اتصال محکمی ‌ایجاد می‌‌شود. جوشکاری و لحیم کاری از هنرهای قدیمی ‌محسوب می‌شود. در زمانهای گذشته توسط رومیان برای اتصال ذرات طلا در زیورآلات بکار گرفته می‌‌شد.

امروز روشهای جوشکاری متعددی در صنعت بکار برده می‌‌شود که به چهار گروه جوشکاری فشاری ، جوشکاری ذوبی ، جوشکاری زرد و لحیم کاری تقسیم می‌‌شوند.

ماشین کاری

فرآیند ماشین کاری ، عبارت از شکل دادن مواد توسط تراش و برش می‌‌باشد. این عمل بوسیله ابزارها و ماشینهای تراش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته می‌‌شود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا ««تراش خور»» نامیده می‌‌شود. در ماشین کاری ، قطعات برحسب نوع کار از ماشینهای تراش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخ کن استفاده می‌‌شود که معمولا این قطعات خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری ، آهنگری ، نورد و غیره می‌‌باشند.

ماشین کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پرفرکانس نیز فرآیند نسبتا جدیدی است که به میزان وسیعی بکار گرفته می‌‌شود. این روش برای ماشین کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه رساناها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌‌روند.

[ghasem motamedi]

اطلاعات اولیه

با گذشت زمان ، کشف روشهای جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد و فنون جدید شکل دادن و کاربر روی فلزات ، صنعت متالوژی به‌عنوان شاخه ای از علم جایگاهی مستقل یافت. امروزه علم متالوژی را به دو بخش کلی شامل متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی تقسیم می‌کنند که این دو بخش ، اخیرا در دانشگاهها نیز به‌عنوان گرایشهای رشته مهندسی متالوژی انتخاب شده‌اند.

متالوژی استخراجی و شیمیایی ، شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات) ، شناخت انواع کوره‌ها ، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%88%D8%A7%DA%A9%D9%86%D8%B4+%D8% B4%DB%8C%D9%85%DB%8C%D8%A7%DB%8C%DB%8C) می‌باشد. این گرایش ، انواع متعددی از روشها را در برمی‌گیرد که از جمله می‌توان به کانه‌آرایی ، پر عیار کردن مواد معدنی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%BE%D8%B1+%D8%B9%DB%8C%D8%A7%D8% B1+%DA%A9%D8%B1%D8%AF%D9%86+%D8%B3%D9%86%DA%AF+%D9 %85%D8%B3) ، تشویه ، ذوب کردن ، تصفیه فلز مذاب و تولید شمش اشاره نمود.

متالوژی صنعتی ، شامل کاربر روی فلزات و مواد و تهیه محصول نهایی می‌باشد. در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیز بررسی می‌شوند. منظور از کار کردن روی فلزات ، روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی است که مهمترین شیوه‌های تولید عبارتند از: متالوژی پودر ، شکل دادن ، جوشکاری و ماشینکاری.

انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد. به‌عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%BE%D9%84%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8 C%DA%A9) کمی دارند یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند. به‌منظور آگاهی بیشتر از نحوه انتخاب روش تولید و شناخت مسائل فوق ، روشهای تولید مذکور به اختصار تشریح می‌گردند.

ریخته‌گری

ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش ، قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری خاک رس ساخته شده است که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد و برای هوادادن از دم (فوتک) بزرگی استفاده می‌کردند. بسیاری از قالبهای اولیه نیز از خاک رس ، خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه می‌شد.

شواهدی در دست است که چینی‌ها در حدود 700 سال قبل از میلاد به ریخته‌گری آهن مبادرت ورزیدند. ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابه‌های شهر حسن‌لو در آذربایجان شرقی نشان دهنده توسعه این فن در سال 900 قبل از میلاد در ایران بوده است.

ریخته‌گری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت. به میزانی که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالب‌ساز و ریخته‌گر است که تضمین‌کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب می‌باشد. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید است، زیرا حدود 50 درصد وزنی کل قطعات ماشین‌آلات به این طریقه ساخته می‌شوند.

برای ریخته‌گری ، از فولاد و چدن‌ها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج‌ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به‌عنوان مهمترین فلزات ریخته‌گری استفاده می‌شود. معمولا روشهای ریخته‌گری را به نام ماده سازنده قالب اسم‌گذاری می‌کنند، مانند ریخته‌گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است. مهمترین روشهای ریخته‌گری عبارتند از:




ریخته‌گری در قالب‌های موقت شامل ریخته‌گری در ماسه و در قالبهای پوسته‌ای
ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته‌گری در قالبهای فلزی به روش گریز از مرکز
نوعی قالب ریخته گری در شکل (4) مشخص شده است.

متالوژی پودر

با آنکه از نظر تاریخی ، متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات می‌باشد، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش ، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان ، از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان می‌توانستند بوجود آورند، استفاده می‌کردند. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به‌صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر (متالوژی گرد) ، فرآیند قالب‌گیری قطعات فلزی از پودر در فلز (یا مخلوط پودر فلزات) توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی ، عمل تف جوشی (سینتر کردن) در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده ( گاز هیدروژن (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%9 8%D9%86) ، ازت (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%86%DB%8C%D8%AA%D8%B1%D9%88%DA%9 8%D9%86) ، هلیم (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%87%D9%84%DB%8C%D9%85) ) انجام می‌گیرد که در آن ، فلز متراکم ، جوش خورده ، به‌صورت ساختمان همگن محکمی پیوند می‌خورد.

از جمله قطعاتی که بوسیله متالوژی پودر تولید می‌شوند، می‌توان به ابزار برش ، قطعات اتومبیل و قطعاتی در وسایل خانگی نظیر ماشین لباسشویی ، کمپرسور یخچال و کولر ، تلویزیون ، ضبط وصوت و غیره اشاره نمود. امروزه موارد استمعال اصلی متالوژی پودر را به پنج قسمت تقسیم می‌کنند:




آلیاژ کردن فلزهای غیر قابل آلیاژ ، مثلا ساخت نقاط اتصال و جاروبک‌های موتور از پودرهای مس و گرافیت در صنعت برق
ترکیب کردن فلزها و غیر فلزها ، نظیر مواد اصطکاکی ساخته شده از مس ، آهن و آزبست
ترکیب کردن فلزهای دارای نقطه ذوب بالا با یکدیگر برای ریخته گری ، نظیر تنگستن ، تانتالیم و مولیبدن
ساخت قطعات فلزی با خواص عالی ، نظیر یاتاقانهای خود روانکار که به‌علت وجود شبکه ای از خلل و فرج پیوسته (توسط روغن پر شده در آنها) به خودی خود روغنکاری می‌شوند
تولید قطعات ظریف و دقیق ، نظیر بوش‌ها ، بادامک‌ها و چرخ دنده ها
شکل دادن

در فرآیند شکل دادن ، روشهای مختلفی برای تهیه محصول به‌صورت شکل نهایی بکار برده می‌شوند. این روشها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرس‌کاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکتروهیدرولیکی و غیره می‌باشند که برخی از مهمترین این روشها در زیر بررسی می‌گردند.

نورد کاری (غلتک کاری)

قسمت اعظم فولادی که در کارخانه‌های فولادسازی به‌صورت شمش تهیه می‌گردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه‌های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل می‌شود. دستگاه نورد بطور ساده و ابتدایی از دو غلتک استوانه‌ای که روی هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است. استوانه‌های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد، استوانه‌ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می‌دهند.

در اثر این عمل ، جسم پهن و طویل می‌شود. با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه‌ها به یکدیگر ، سیم پهن تر ، نازکتر و طویل‌تر خواهد شد. محصولات نورد شامل میل گرد ، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه‌های فولادی با ضخامت‌های متفاوت ، لوله‌های بدون درز و با درز و با مقاطع دایره‌ای ، بیضی و چندضلعی می‌باشند.

آهنگری (پتک‌کاری)

عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یا دستگاه پرس انجام می‌پذیرد. این روش ، شامل کار بر روی فلز توسط چکش‌کاری یا پرس‌کاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است. چکش‌کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است که امروزه اکثرا چکش‌های ماشینی بکار گرفته می‌شوند. این چکش‌ها با بخار یا هوای فشرده کار می‌کنند و با اعمال ضربه‌های سنگین ، چکش‌کاری قطعات را انجام می‌دهند.

برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی‌ها ، میل‌لنگ‌ها ، لوله‌های توپ ، دیگ‌های بخار و غیره توسط پرس‌کاری تهیه می‌گردند. امروزه برای خم کردن وشکل دادن ورق در صنایع کشتی‌سازی و ماشین‌سازی نیز از پرس استفاده می‌شود.

اکستروژن (حدیده کاری)

اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن می‌توان قطعات و اشکالی را تولید نمود که تقریبا با هر روش ساخت دیگری غیر ممکن می‌باشد. در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر (نظیر لوله ، سیم و مقاطع مخصوص) بیرون می‌آورند. آلومینیوم (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%84%D9%88%D9%85%DB%8C%D9%8 6%DB%8C%D9%88%D9%85) ، سرب (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B3%D8%B1%D8%A8) ، روی (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%B1%D9%88%DB%8C) ، قلع (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%82%D9%84%D8%B9) و برخی از فولادها (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF) از جمله موادی هستند که تحت فرآیند اکستروژن قرار می‌گیرند.

کشیدن

کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف. در این روش ، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده می‌شود. این فرآیند می‌تواند به‌صورت کشیدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اکستروژن) انجام پذیرد و قطعاتی نظیر لوله‌های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه‌های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهی‌تابه‌ها به این روش تهیه می‌شوند.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/4/47/weldm.jpg

جوشکاری

بطور کلی ، جوشکاری عمل اتصالات دادن قطعات فلزی به یکدیگر توسط گرم کردن محل‌های تماس تا حالت ذوب یا خمیری است که اتم‌های هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده ، پس از سرد شدن اتصال محکم ایجاد می‌نمایند.
برای ایجاد حالت ذوب یا خمیری ، انرژی‌های الکتریکی و شیمیایی به‌عنوان منابع حرارت بکار برده می‌شوند.

برای تامین این انرژی‌ها از ژنراتور یا اشتعال مخلوطی از گازهای سوختنی نظیر استیلن ، هیدروژن ، گازهای طبیعی ، بخار بنزین ، بنزول و اکسیژن استفاده می‌گردد. بسته به نوع جوشکاری ، به ابزار دیگری نظیر الکترود ، انبر جوشکاری ، ماسک ، مشعل ، کپسول گاز ، میز کار ، پرده‌های حفاظتی و غیره نیاز می‌باشد. الکترود ، مفتول فلزی می‌باشد که جنس آن به نوع فلز جوش‌دادنی بستگی دارد.

اطراف این مفتول ، از ترکیبات شیمیایی مختلف پوشیده شده است تا از نفوذ اکسیژن ، ازت ، هیدروژن به منطقه ذوب یا خمیری جلوگیری کنند. فلزات مصرفی در الکترودها عموما انواع فولادها ، چدن‌ها و فلزات غیر آهنی مانند مس (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%B3) ، برنج (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A8%D8%B1%D9%86%D8%AC) ، برنز و آلومینیم می‌باشند. جوشکاری و لحیم‌کاری از هنرهای قدیمی محسوب می‌شوند و در زمانهای گذشته توسط رومیان برای اتصال ذرات طلا در زیور آلات بکار گرفته می‌شدند.

امروزه روشهای جوشکاری متعددی در صنعت بکار برده می‌شود که به چهار گروه جوشکاری فشاری ، جوشکاری ذوبی ، جوشکاری زرد و لحیم‌کاری تقسیم می‌شوند. برخی از مهمترین این روشها عبارتند از: جوش با قوس الکتریکی ، جوش گاز ، جوش آهنگری ، جوش القایی ، جوش مقاومتی ، جوش سیلانی و لحیم سخت و نرم.

ماشین‌کاری

فرآیند ماشین‌کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراوش و برش می‌باشد. این عمل بوسیله ابزارها و ماشین‌های تراوش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته می‌شود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور می‌نامند. به‌منظور رعایت مسائل اقتصادی ، مقدار تراوش خور باید حداقل باشد تا مصرف فلز و هزینه‌های تراشکاری کاهش یابد.

در برش‌کاری (قیچی‌کاری) نیز برای برش و جدا کردن فلز از دو نیروی متقابل استفاده می‌شود. این نیروها ، توسط دو تیغه (با فاصله از یکدیگر) اعمال می‌شوند که با نیروی کافی موجب از هم‌گسیختگی و شکسته شدن فلز می‌گردند. در ماشین‌کاری قطعات ، بر حسب نوع کار از ماشین‌های تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله‌زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخ‌کن استفاده می‌شود که معمولا این قطعات ، خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری ، آهنگری ، نورد و غیره می‌باشند.

ماشین‌کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پر فرکانس نیز فرآِیند نسبتا جدید است که به میزان وسیعی بکار گرفته می‌شود. این روش ، برای ماشین‌کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌هادی‌ها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌رود.

سخن آخر

با جمع بندی مطالب ذکر شده می‌توان چنین نتیجه گرفت که تقریبا غیر ممکن است تصور کنیم هر شیئی که در زندگی روزمره بکار می‌بریم، حاوی فلز نبوده ، یا نیازی به فلز برای ساخت و تولید آن نباشد. کلیه اشکال حمل و نقل ، شامل اتومبیل ، کشتی ، هواپیما و قطار برای حرکت فلزات یا اجزا فلزی نیازمند می‌باشند و تقریبا همه چیز از آسمان‌خراش‌ها ، ابزارها ، ماشین‌آلات و غیره تا توزیع الکتریسیته به فلزات وابسته است. به‌عبارت دیگر ، امروزه متالوژی در کلیه صنایع نقش ایفا می‌کند. لذا برای پیشرفت در تمامی صنایع ، کسب دانش وسیع و عمیقی از مواد ، فرآیندها و ابزارهای لازم برای تبدیل مواد به محصولات تمام شده ، ضروری است.

[ghasem motamedi]

مهندسي مواد يكي از رشته هاي مهندسي است كه لقب مادر رشته هاي مهندسي را به خود اختصاص داده است. اين رشته به عنوان يك رشته مستقل، قدمتي حدود هفتاد ساله دارد.
رشته متالورژي در دوره کارشناسي از سه بخش «گرايش متالورژي استخراجي» ، «گرايش متالورژي صنعتي» و «گرايش سراميك» تشکيل شده است.

گرايش متالورژي استخراجي:
كار فارغ التحصيلان اين رشته هنگامي آغاز شده كه سنگ معدن حاوي فلز در محل كارخانه تحويل گرفته مي شود. در اين گرايش دانشجويان، اصول و مباني علمي استخراج فلزات را آموزش مي بينند. در كنار آموزش فناوريهاي متداول توليد فلزات، روشهاي نوين توليد فلزات نيز تدريس مي شود. از ديگر زمينه هايي كه در اين گرايش آموزش داده مي شود ميتوان به خوردگي و از بين رفتن فلزات و روشهاي جلوگيري از آن و روشهاي پوشش دهي فلزات اشاره كرد.
دانش آموختگان اين گرايش علاوه بر كار در كارخانجات توليد فلزات نظير توليد فولاد و ذوب آهن، مس، آلومينيوم، سرب و روي و... مي توانند در مراكز تحقيقاتي در ارتباط با توليد فلزات مشغول به كار شوند. همچنين در صنايعي مثل نفت و پتروشيمي در ارتباط با مسائل بسيار مهم و حساس خوردگي فعاليت كنند.

گرايش متالورژي صنعتي:
رشته متالورژي صنعتي يكي از زير مجموعه‌هاي رشته مهندسي مواد است. در مهندسي مواد شناخت ساختار مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بين اين ساختار و خواص در جهت افزايش زمينه‌هاي كاربردي و طراحي مواد نو و تركيبات جديد از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در اين رشته از علم شناخت فلزات و آلياژها در جهت كاربردهاي صنعتي استفاده مي‌شود. كليه قطعات مكانيكي كه در صنايع مختلف بكار مي‌رود از فلزات و آلياژهاي گوناگوني ساخته شده اند. انواع فولادها و چدن‌هاي آلياژي، آلومينيم و آلياژهاي آن، مس، منيزيم، روي و ساير فلزات به‌طور وسيع در ساخت انواع قطعات صنعتي مورد مصرف قرار مي‌گيرند
گرايش سراميك:
رشته سراميك يكي از زير مجموعه‌هاي رشته مهندسي مواد است. وظيفه اصلي يك مهندس مواد در ابتدا شناخت ساختمان مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بين اين ساختار و خواص است و در مواردي ديگر با توجه به نياز كاربردي كه وجود دارد مواد جديد و تركيبات جديد را طراحي نمايد.
مواد سراميك عبارتند از مواد معدني غيرفلزي. كافي است كه به اطراف خود نگاه كنيد، هر آنچه كه جزء مواد آلي (مانند پلاستيك، چوب و لاستيك)و فلزي نباشد سراميك است.
مصالح ساختماني از جمله سيمان، كاشي،‌ چيني بهداشتي، نسوزها و كلاهك‌ها و پوشش‌ بيروني موشك‌هاي فضاپيما و قطعات اصلي كامپيوتر‌ها، اجزاي دروني قطعات الكترونيك از جمله Ic ها، خازن‌ها،‌ مقاومت‌ها،‌ ايمپلانت‌ها و بسياري از قطعاتي كه جايگزين اعضاي بدن انسان مي‌شود، فروالكتريك‌ها، فري مغناطيس‌ها و فوق‌هادي‌ها و بسياري كاربردها و مواد ديگر كه همه و همه مديون شناخت و بوجود آمدن رشته سراميك است.
منبع :سایت فدک

[ghasem motamedi]

مهندسی مواد یکی از رشته های مهندسی است که به درستی لقب مادر رشته های مهندسی را به خود اختصاص داده است. این رشته به عنوان یک رشته مستقل، قدمتی حدود هفتاد ساله دارد. در ایران نیز از حدود ۴۰ سال قبل این رشته در دانشگاه‌های کشور تدریس می‌شود. به جرات می‌توان گفت که اکثریت قریب به اتفاق مصنوعات بشری که در اطراف می‌بینیم. حاصل تلاش مهندسین مواد است. اگر به اتومبیل، قطار و هواپیما توجه کنیم، قسمت‌های اصلی آن مثل بدنه، شیشه و موتور از مواد تشکیل شده است. در ساختمان‌ها تمام قطعات فلزی بکار رفته در اسکلت ساختمان، تمام مواد اولیه سیم کشی، مواد بکار رفته در لوله کشی‌های آب، شوفاژ، گاز، وسایل و لوازم خانگی و… تماماً به مهندس مواد مربوط می‌شود. در حال حاضر رشته مهندسی مواد در سطح دانشگاه‌های ایران در مقطع کارشناسی در سه گرایش دانشجو می‌پذیرد که عبارتند از: متالورژی استخراجی، متالورژی صنعتی و سرامیک.
گرایش متالورژی استخراجی

گرایش متالورژی استخراجی یکی از زیرمجموعه های رشته مهندسی مواد است. کشور ایران جزء معدود کشورهای جهان بشمار می رود که دارای معادن متنوع و غنی از فلزات است. با وجود این مزیت نسبی، متأسفانه هنوز ما نتوانسته ایم به جایگاه واقعی خود در تولید فلزات در جهان برسیم. در ایران در حال حاضر فقط فلزاتی نظیر آهن، مس، سرب، روی و آلومینیوم بصورت انبوه تولید می شود. هنوز ما وارد کننده فلزاتی نظیر تیتانیم، منیزیم، کبالت و … هستیم. حتی باید اشاره کرد که بحث روز ایران در رابطه با غنی سازی اورانیم، با وجود معادن حاوی اورانیم اخیراً مورد توجه قرار گرفته، که یک بحث کاملاً متالورژیکی است. در حقیقت باید از متخصصین امر استخراج فلزات بعنوان متولیان تولید فلز اورانیم نام برد. بنابراین دیر یا زود ایران باید تولید دیگر فلزات مهم صنعتی و استراتژیک را آغاز کند. این مسئله جز با کمک نیروهای متخصص امکان پذیر نیست.
در این رشته به هیچ وجه در مورد معدن کاری و استخراج معادن بحث نمی شود. این جزء مواردی است که به فارغ التحصیلان رشته مهندسی معدن مربوط می شود. بلکه کار فارغ التحصیلان این رشته هنگامی آغاز شده که سنگ معدن حاوی فلز در محل کارخانه تحویل گرفته می شود.
در این گرایش دانشجویان، اصول و مبانی علمی استخراج فلزات را آموزش می بینند. در کنار آموزش فناوریهای متداول تولید فلزات، روشهای نوین تولید فلزات نیز تدریس می شود.
از دیگر زمینه هایی که در این گرایش آموزش داده می شود میتوان به خوردگی و از بین رفتن فلزات و روشهای جلوگیری از آن و روشهای پوشش دهی فلزات اشاره کرد. گفتنی است که در حال حاضر ۳۳% از درآمد ناخالص ملی کشور آمریکا بواسطه مسئله خوردگی انواع سازه ها، اتومبیلها، صنایع و …. تلف می شود. این نشان دهنده اهمیت علم خوردگی فلزات است. همچنین با عملیات خاص میتوان در سطح فلزات، پوششهای خاصی ایجاد کرد که خصوصیات سطحی فلزات را بطور چشمگیری بهبود داد. بعنوان مثال میتوان با ایجاد پوششهای خاص سختی سطح فلزات را تا پانزده برابر افزایش داد. یا با ایجاد پوششهای مناسب در سطح فلزی مثل آهن، آنها را در محیطهای خورنده ای مثل اسید سولفوریک به راحتی بکار برد. دانشجویان جزء مواردی که در این رشته با آن آشنا می شوند خوردگی و روشهای جلوگیری از آن و علم پوشش دهی فلزات است.
زمینه های اشتغال:

دانش آموختگان این گرایش علاوه بر کار در کارخانجات تولید فلزات نظیر تولید فولاد و ذوب آهن، مس، آلومینیوم، سرب و روی و … می توانند در مراکز تحقیقاتی در ارتباط با تولید فلزات مشغول به کار شوند. همچنین در صنایعی مثل نفت و پتروشیمی در ارتباط با مسائل بسیار مهم و حساس خوردگی فعالیت کنند.
زمینه های ادامه تحصیل:

دانشجویان پس از اخذ مدرک کارشناسی می توانند این رشته را در ایران در سطوح کارشناسی ارشد و دکتری ادامه دهند. دانشگاه علم و صنعت ایران تاکنون بیش از ده دوره فارغ التحصیل دوره دکتری در این گرایش داشته است و هم اکنون فارغ التحصیلان آن در دانشگاههای معتبر ایران و مراکز صنعتی و تحقیقاتی مشغول به کار هستند.
برای آن دسته از فارغ التحصیلان کارشناسی نیز که قصد ادامه تحصیل در خارج از کشور را دارند، با توجه به سابقه خوبی که دانشجویان ایرانی در خارج از کشور داشته اند، دانشگاههای خارجی به خوبی پذیرای فارغ التحصیلان این گرایش هستند.
گرایش متالورژی صنعتی

رشته متالورژی صنعتی یکی از زیر مجموعه‌های رشته مهندسی مواد است. در مهندسی مواد شناخت ساختار مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بین این ساختار و خواص در جهت افزایش زمینه‌های کاربردی و طراحی مواد نو و ترکیبات جدید از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
با توجه به نام و محتوی این رشته ملاحظه می‌شود که در این رشته از علم شناخت فلزات و آلیاژها در جهت کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. علم متالورژی که یکی از شاخه‌های علم مواد می‌باشد در زمینه طراحی و تولید آلیاژهای صنعتی کاربرد دارد. کلیه قطعات مکانیکی که در صنایع مختلف بکار می‌رود از فلزات و آلیاژهای گوناگونی ساخته شده اند. انواع فولادها و چدن‌های آلیاژی، آلومینیم و آلیاژهای آن، مس، منیزیم، روی و سایر فلزات به‌طور وسیع در ساخت انواع قطعات صنعتی مورد مصرف قرار می‌گیرند. این قطعات در صنایع مختلف به‌خصوص صنایع خودروسازی، هوا- فضا، هواپیماسازی، پتروشیمی، صنعت نفت و گاز، ساختمان، سازه‌های فضایی، حمل‌ونقل، صنایع نظامی به‌کار می‌روند.
زمینه‌های کاربردی جدید:

رشته متالورژی صنعتی علاوه بر کاربردهای متداول که در صنایع گوناگون دارد در جهت طراحی و تولید مواد پیشرفته به‌سرعت در جهان در حال توسعه می‌باشد. مواد مغناطیسی نو با خواص برتر، استفاده از مواد مرکب (کامپوزیت) پایه فلزی‌، ساخت مواد پیشرفته از طریق ترکیبات بین‌فلزی، ‌استفاده از آلیاژهایی که می‌توانند جایگزین اعضای بدن انسان شوند، ایجاد آلیاژهای سبک جهت تولید قطعات حساس، ‌طراحی و تولید آلیاژهایی که در دماهای بالا به‌کار می‌روند،‌ طراحی آلیاژهایی که در شرایط ویژه و سخت کاربرد دارند مثال‌هایی از کاربرد رشته متالورژی صنعتی در تولید مواد پیشرفته می‌باشد. در سال‌های اخیر رشته‌هایی مانند مواد زیستی و نانوتکنولورژی مورد توجه بسیاری از محافل علمی، تحقیقاتی و صنعتی جهان قرار گرفته است که رشته متالورژی صنعتی می‌تواند نقش اساسی در جهت توسعه این‌گونه مواد پیشرفته ایفا نماید. دراین راستا در ایران و به‌خصوص دانشگاه علم و صنعت ایران در سال‌های اخیر تحقیقات علمی گسترده‌ای صورت گرفته است و دانشکده مهندسی مواد و متالورژی به عنوان قطب علمی مواد پیشرفته کشور شناخته شده است. پژوهش و تحقیقاتی که در این رشته و با همکاری با سایر مراکز علمی جهان صورت می‌گیرد در قالب مقالات علمی در معتبرترین مجلات جهان به‌چاپ می‌‌رسد.
زمینه‌های اشتغال و ارتباط با سایر رشته‌ها:

به‌دلیل کاربرد وسیع مواد و به‌خصوص فلزات در ساخت کلیه قطعات صنعتی می‌توان به زمینه اشتغال دانش‌آموختگان این رشته در صنایع گوناگون پی‌برد. در بخش دولتی شرکت‌ها و کارخانجات بزرگ نظیر تولید فولاد، ذوب‌آهن، صنایع خودروسازی،‌ صنایع هوا- فضا، صنایع نظامی و صنعت نفت،‌پتروشیمی و … و در بخش خصوصی اکثر کارخانجات تولید قطعات صنعتی به‌خصوص در صنایع خودروسازی، ساختمان‌سازی،‌ معادن ‌و صنعت سیمان می‌تواند زمینه‌های جذب دانش‌آموختگان رشته متالورژی صنعتی را فراهم سازد. این رشته‌ ماهیتاً‌ ارتباط نزدیکی با دو رشته مهندسی مکانیک و مهندسی صنایع دارد واکثر پروژه‌های صنعتی به‌صورت کارگروهی و تیمی به انجام می‌رسد.
زمینه‌های ادامه تحصیل در ایران و جهان:

دانش‌آموزانی که علاقه‌مند به درک عمیق پدیده‌ها و رفتار مواد مختلف و یافتن کاربردهای نوین و طراحی مواد جدید متناسب با نیازهای روزافزون بشری می‌باشند و همچنین علاوه‌بر داشتن علایق مهندسی،‌ خود را به علوم نیز نزدیک حس می‌کنند می‌توانند در این رشته موفق باشند.
گرایش سرامیک

رشته سرامیک یکی از زیر مجموعه‌های رشته مهندسی مواد است. وظیفه اصلی یک مهندس مواد در ابتدا شناخت ساختمان مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بین این ساختار و خواص است و در مواردی دیگر با توجه به نیاز کاربردی که وجود دارد مواد جدید و ترکیبات جدید را طراحی نماید.
اما رشته سرامیک به عنوان یک زیر شاخه رشته مواد چیست؟
در ابتدا با شنیدن نام سرامیک هر انسانی به یاد ظروف سفالین می‌افتد و بسیاری فکر می‌کنند که رشته مهندسی سرامیک یک رشته هنری است و گروهی دیگر این تصور را دارند که این رشته محدود به ساخت محصولاتی چون ظروف سفالین، کاشی یا چینی می‌باشد. اما نکته قابل توجه در رابطه با این شاخه از علم مواد این است که با شناخت و ورود دست‌آوردهای آن به دنیای صنعت یک مرحله جدید و یک تحول بزرگ پدید آمد. این شاخه که بسیار هم جوان است ‌سبب شد تا تحول بزرگی درصنایع فضا، الکترونیک، اپتیک، پزشکی و بسیاری از علوم دیگر پدید آید.
بطور کلی اگر تعریفی از سرامیک به شکل ساده و ابتدایی بدهیم باید بگوییم که مواد سرامیک عبارتند از مواد معدنی غیرفلزی. کافی است که به اطراف خود نگاه کنید، هر آنچه که جزء مواد آلی (مانند پلاستیک، چوب و لاستیک)و فلزی نباشد سرامیک است. پس می‌بینیم که در دنیای کنونی سرامیک‌ها ما را محاصره نموده‌اند. شیشه‌ها از جمله شیشه‌های ساختمانی، اپتیک، فیلترهای بسیار دقیق اپتیکی، مصالح ساختمانی از جمله سیمان، کاشی،‌ چینی بهداشتی، نسوزها و کلاهک‌ها و پوشش‌ بیرونی موشک‌های فضاپیما و قطعات اصلی کامپیوتر‌ها، اجزای درونی قطعات الکترونیک از جمله Ic ها، خازن‌ها،‌ مقاومت‌ها،‌ ایمپلانت‌ها و بسیاری از قطعاتی که جایگزین اعضای بدن انسان می‌شود، فروالکتریک‌ها، فری مغناطیس‌ها و فوق‌هادی‌ها و بسیاری کاربردها و مواد دیگر که همه و همه مدیون شناخت و بوجود آمدن رشته سرامیک است. در سال‌های اخیر رشته‌هایی مانند مواد زیستی و نانوتکنولوژی مورد توجه بسیاری از محافل علمی، تحقیقاتی و صنعتی جهان قرار گرفته است که رشته سرامیک با دوشاخه بایو سرامیک‌ها و نانو سرامیک‌ها در این رشته‌ها مطرح می‌باشد.
به طورکلی سرامیک‌ها به دو دسته سنتی و مدرن تقسیم می‌شوند. در ایران به شکل عمده صنعت سرامیک متمرکز بر تولید سرامیک‌های سنتی است که شامل صنایع شیشه،‌ چینی،‌ کاشی،‌سیمان،‌ نسوز و … بوده است. امکان ادامه تحصیل در این رشته تا مقطع دکترا درداخل کشور وجود دارد، وضعیت ادامه تحصیل در دانشگاه‌های خارج از کشور نیز در این رشته بسیار مطلوب می‌باشد و این رشته بسیار مورد توجه جوامع صنعتی و دانشگاهی جهان است.
از دیدگاه وضعیت بازار کار،‌ با توجه به رشد قابل توجهی که این صنعت در ایران داشته و دارد، بازار کار مناسبی را می‌توان برای آن متصور شد. هر چند با ظرفیت قابل ملاحظه‌ای که سالانه در این رشته جذب دانشگاه‌ها می‌شوند تا حدودی از قطعیت این سخن کاسته می‌شود. نزدیکی این شاخه از مهندسی با رشته‌های فیزیک و شیمی بیش از تمامی رشته‌هاست و بسته به شاخه‌های خاص به هر یک از دو رشته فیزیک و شیمی کاربردی نزدیک می‌شود. دانش‌آموزانی که علاقمند به درک عمیق‌تر علل پدیده‌های رفتاری مواد مختلف و یافتن کاربردهای نوین و طراحی مواد جدید متناسب با نیازهای روزافزون بشری می‌باشند و به طور کلی علاوه بر داشتن علایق مهندسی خود را به علوم نیز نزدیک حس می‌کنند، می‌توانند در این رشته موفق باشند.
درهرحال کشور ما دارای خلاء های بسیاری برای محصولات و شاخه‌های جدید و نوین سرامیکی است.همگام با توسعه همه جانبه کشورنیاز فراوانی به مهندسان و دانشمندان تحصیل کرده در این رشته وجود خواهد داشت و هر فرد متخصص با دارا بودن جدیت، اعتماد به نفس و پشتکار می‌تواند بازار کاری مناسبی برای خود پدید آورد.

ماهیت کار

مهندسین مواد دست اندر کار استخراج، توسعه دادن، عمل آوردن، و امتحان کردن موادی هستند که در تولیدفراورده های گوناگون، از چیپهای کامپیوتری و صفحات تلوزیون گرفته تا چوب گلف به کار میروند.آنها با فلزات، سرامیکها، مواد پلاستیکی، نیمه هادیها، و ترکیباتی از موادی که به آنها کامپوزیت (مواد مرکب) می‌گویند، برای بوجود آوردن موادی که دارای خصوصیات خاص مکانیکی، الکتریکی و شیمیائی باشند کار میکنند. از جمله کارهای آنها انتخاب مواد برای کاربردهای جدید نیز میباشد .
امروزه پیشرفتهای جدیدی در مهندسی مواد حاصل شده که به مهندسین این امکان را میدهد تا مواد را به روشهای گوناگونی به کار برند. بعنوان مثال ، مهندسین مواد با استفاده از فرایندهای پیشرفته ، الکترونها و نوترونها به توانائی تولید مواد در سطح اتمی دست یافته اند و نیز قادر به شبیه سازی خصوصیات مواد و اجزای آنها توسط رایانه شده اند .
مهندسین مواد متخصص در فلزات را مهندسین فلزات و متخصص در سرامیک را مهندسین سرامیک گویند. اکثریت مهندسین فلزات (متالوژی) در یکی از سه شاخه اصلی یعنی استخراج یا شیمیائی ، فیزیکی و یا فرایند کار میکنند .
متالوژیستهای استخراج با جدا کردن فلزات از سنگهای معدنی و پالایش وآلیاژ سازی آنها برای بدست آوردن فلزات مفید سر و کار دارند. متالوژیستهای فیزیکی طبیعت ، ساختار و خصوصیات فیزیکی فلزات و آلیاژهای آنها را بررسی کرده و در روشهای تبدیل آنها به محصولات نهائی مورد استفاده قرارمیدهند. متالوژیستهای فرایند ، روشهای فلزکاری مانند ریخته گری ، کوبیدن ، گرد کردن و شکل دهی را بوجود آورده و توسعه میدهند. مهندسین سرامیک مواد سرامیکی را تولید کرده و روشهای تبدیل آنها را به فراورده های مفید ایجاد میکنند. سرامیک به تمامی مواد غیر آلی و غیر فلزی که عموما در روند تبدیل نیاز به حرارتهای بالا دارند گفته می شود .مهندسین سرامیک بر روی موادی گوناگون از شیشه آلات گرفته تا قطعات اتومبیل و هواپیما ،‌ خطوط ارتباطی فیبر نوری ، کف پوش و عایقهای الکتریکی کار می کنند .
تحصیل در این رشته:

به طور کلی در مقطع کارشناسی ارشد این رشته دارای گرایش های زیر می باشد: شکل دادن فلزات-ریخته گری- جوشکاری- استخراج فلزات – سرامیک- حفاظت و خوردگی مواد- شناسایی- انتخاب وروش ساخت مواد فلزی.
دانش آموختگان مهندسی خوردگی و حفاظت مواد در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:
· اصلاح وبهبود خواص آلیاژهای مورد استفاده در صنعت از نظر خوردگی
· حفاظت فلزات و آلیاژها در محیط های مورد استفاده (ممانعت کننده ها)
· حفاظت کاتدی و آندی خصوصا در مورد لوله های زیرزمینی و تاسیسات دریایی
· کاربرد پوشش های مختلف غیر فلزی در صنایع
· تهیه مواد کاهش دهنده خوردگی ، مواد پاک کننده ، مواد آبکاری ، پوشش ها و بهبود کیفیت آنها.
دانش آموختگان مهندسی مواد – شناسایی ، انتخاب و روش ساخت مواد فلزی ، در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:
· طراحی و ارائه روش های ساخت .
· بررسی علل تخریب و ارائه روش های مناسب برای جلوگیری از آن
· همکاری در زمینه ؤ طراحی ، تاؤسیس و گسترش مراکز صنعتی و آموزش کشور
دانش آموختگان مهندسی شکل دادن فلزات ، توانایی انجام امور تخصصی در زمینه های زیر را کسب می نمایند:
· تحلیل و طراحی فرآیندهای شکل دادن از قبیل آهنگری ، نورد، اکستروژن ، شکل دادن ورق و جز آن
· تحلیل اثر پارامترهای مختلف بر فرآیندهای شکل دهی فلزات
· تحلیل رفتار میکرو و ماکرو فلزات به هنگام شکل دادن و کنترل ساختار و بهبود خواص مکانیکی
· تحلیل قابلیت شکل پذیری و کارپذیری سرد و گرم فلزات و آلیاژها
· پژوهش درباره روش های شکل دهی از قبیل روش های سریع شکل دهی ، سوپر پلاستیک و به کارگیری آنها در صنایع داخلی
دانش آموختگان متالورژی و مواد – استخراج فلزات در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:
· مبانی علمی و تکنولوژی فرآیندهای تهیه و تصفیه فلزات شامل تئوری فرآیندهای پیرومتالورژی ، هیدروالکترو متالورژی و پژوهش در این زمینه ها
· اصول شبیه سازی فرآیندهای متالورژی استخراجی
· بررسی فنی و اقتصادی تولید فلزات
دوره کارشناسی ارشد “جوشکاری ” به منظور تربیت نیروهای متخصص در زمینه اتصالات مواد مختلف (اعم از فلزی و غیر فلزی ) برای صنایع و مراکز تحقیقاتی و آموزشی برنامه ریزی شده است .
دانش آموختگان این گرایش در زمینه های زیر توانائی کسب می کنند:
· طراحی و ارائه روش های اتصالات مواد در ساخت و تولید بر مبنای استانداردهای بین المللی
· بررسی علل تخریب در اتصالات و ارائه روش های مناسب برای جلوگیری از آنها
· آزمایش های کنترل کیفی بر مبنای استانداردهای بین المللی و تعیین کیفیت قطعه کار
· بهینه سازی شرایط جوشکاری در واحدهای مختلف صنعتی و نوآوری در صنایع
· فعالیت های آموزشی و تحقیقاتی در مراکز آموزش عالی و تحقیقاتی و صنایع کشور در رابطه با علوم و فنون اتصالات و کنترل کیفی آنها.
دانش آموختگان گرایش کارشناسی ارشد ریخته گری در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:
۱ – افزایش بهره وری واحدهای صنعتی ریخته گری در کشور
۲ – طراحی قطعات ریخته گری وانتخاب مواد و روش ریخته گری مناسب برای تولید آنها
۳- بررسی علل ایجاد عیوب در قطعات ریخته گری وارائه راه های مناسب برای رفع آنها
۴ – طراحی و برنامه ریزی ذوب و ریخته گری آلیاژهای پیشرفته و جدید مهندسی
۵ – طراحی واحدهای صنعتی ریخته گری
۶ – برنامه ریزی در جهت تقویت سطح علمی واحدهای صنعتی ریخته گری در کشور
۷ – تشکیل و ارتقای سطح واحدهای خدمات مهندسی و مراکز تحقیقاتی ریخته گری
۸ – فعالیت های آموزشی وتحقیقاتی در مراکز آموزش عالی و مؤسسات تحقیقاتی کشور
دانشگاهها

برخی از دانشگاههایی که از طریق آزمون سراسری اقدام به پذیرش دانشجو در گرایشهای مختلف این رشته می کنند عبارتند از: دانشگاه تربیت مدرس- دانشگاه تهران- دانشگاه سمنان- دانشگاه علم و صنعت- دانشگاه صنعتی شریف- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- دانشگاه اصفهان
فرصتهای شغلی

امروزه مهندسی متالورژی و مواد، نقشی کلیدی در پیشرفت صنایع فوق مدرن و جدید مانند صنایع هسته‌ای، صنایع انرژی، تکنولوژی پزشکی و کاربرد‌های فضای و نظامی داشته و تحقیقات کاربردی و پایه‌ای‌ در متالورژی و مواد، پیوسته افق‌های جدیدی را فرآوری پیشرفت تمدن بشری‌ گشوده است .
از آنجائیکه مواد ، واحدهای سازنده تمامی تولیدات می باشند ، مهندسین مواد در طیف وسیعی از صنایع تولید کننده به کار مشغولند. درصد بالائی از این مهندسین در صنایع مربوط به فلز ، قطعات الکترونیکی ، وسائل حمل و نقل تجهیزات صنعتی کارمی کنند . نیاز به مهندسین مواد در کار تولید مواد جدید برای مواد الکترونیکی وپلاستیکی رو به افزایش است.

[ghasem motamedi]

متالورژی به عنوان علم استخراج مواد از طبیعت و فن ساخت و شکل دادن به قطعات معرفی میشود
تصور کنید در حال رانندگی در یکی از بزرگراهها هستید که ناگهان کامیونی با خوردروی شما برخورد می‌کند و خسارت سنگینی نیز بر آن وارد می‌سازد. چنین برخوردی در حال حاضر علاوه بر صرف هزینه‌ای قابل توجه و نیاز به زمانی نسبتا طولانی برای تعمیر، در نهایت از ارزش خودرو نیز خواهد کاست. اما اگر بدنه خودروی شما به طور کامل از جنس آلیاژ Tini ساخته شده باشد، حداقل برای صافکاری مشکلی نخواهید داشت چون کافی است بدنه خوردو را تا حد معینی حرارت بدهید تا بدنه تصادفی به سرعت تغییر شکل یافته و شکل اولیه خود را پیدا کند.
البته در حال حاضر این یک خیال‌پردازی علمی است. اما با پیشرفت روزافزون علم متالوژی بزودی موانع تکنولوژیکی، در راه تولید و کاربرد این آلیاژها برطرف شده و مقدار زیادی از این مواد در شکل‌های گوناگون تولید خواهد شد.
آری علم متالوژی به عنوان یک صنعت مادر نه تنها در حال حاضر نقش مهمی را در پیشبرد تکنولوژی بر دوش دارد، بلکه در آینده نیز یکی از عوامل مهم پیشرفت تمدن بشری است.
حدود ۶۰۰۰ سال پیش زمانی که بشر فلز را شناخت، متالوژی به عنوان یک هنر، پا به عرصه وجود گذاشت. در آن زمان انسان با جداکردن ذرات طلا از شن و ماسه بستر رودخانه‌ها، ذوب فلزات مختلف و شکل دادن آنها، اولین گامها را به سوی عصر فلزات برداشت و سپس با تولید مفرغ (برنز) و ساختن ابزاری مثل خنجرها، سرنیزه‌ها و دهنه اسب از این ماده وارد عصر مفرغ شد و بالاخره با استخراج آهن و ورود به عصر آهن، تمدن بشری به پیشرفت قابل ملاحظه‌ای دست یافت. آنچه گفته شد تاریخچه متالوژی به عنوان یک هنر یا فن بود اما متالوژی به عنوان یک علم، دانش نسبتا جوانی است که تنها صدسال از عمر آن می‌گذرد و با کشف روشهای جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد، فنون جدید شکل دادن و تولید فلزات متولد شده است. علمی که به دو بخش کلی متالوژی استخراجی و صنعتی تقسیم می‌شود که البته هر دو بخش مذکور در دانشگاههای کشور ما نیز به عنوان دو گرایش از رشته مهندسی مواد تدریس می‌گردد.
توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه


توانایی علمی : دانشجویان این رشته باید در فیزیک و شیمی و ریاضی قوی باشند. نیاز به آشنایی با زبان انگلیسی در این رشته بیش از دیگر رشته‌های مهندسی اهمیت دارد.
توانایی جسمی: قدرت بدنی و توان جسمانی بالا و آمادگی کار در شرایط سخت.
علاقمندیها : ذهنی خلاق و کنجکاو باید داشته باشد و همچنین باید به این رشته علاقمند باشد.
توانایی مالی: ارزان بودن و فراوانی مواد سرامیکی از ویژگی‌های این رشته است.
متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی

بسیاری از مردم تصور می‌کنند که یک مهندس متالوژی فقط در کنار کوره‌کار می‌کند و به همین دلیل برای موفقیت در این رشته، اصل را بر قدرت?بدنی و توان جسمانی بالا می‌گذارند اما این یک تصور اشتباه است چون با وجود آن که یک مهندس متالوژی نباید به فکر پشت‌میزنشینی بوده و باید آمادگی کار در شرایط سخت را داشته باشد، اما بدون شک مهندس این رشته بیش از توان جسمانی خوب نیاز به ذهنی خلاق و کنجکاو دارد و همچنین باید به این رشته علاقه‌مند باشد تا بتواند به پیشبرد علم متالوژی کمک کرده و یا حداقل در بازار کار، مهندسی موفق گردد.
همچنین دانشجویان این رشته باید در فیزیک ، شیمی و ریاضی قوی باشند. چون برای مثال فولاد خود به تنهایی بیش از ۲۰۰۰ نوع مختلف دارد و انتخاب نوع فولاد نیز برای ساخت یک قطعه بسیار مهم است. یعنی مهندس متالورژی باید با خواص فیزیکی و شیمیایی هر یک از انواع فولاد آشنایی داشته باشد تا بتواند فولاد مناسب را برای ساخت قطعه مورد نظر خویش انتخاب کند.
مهندسی سرامیک

وقتی صحبت از مهندسی مواد (http://www.leitnerbox.ir/1388/02/%D9%85%D8%B9%D8%B1%D9%81%DB%8C-%D8%B1%D8%B4%D8%AA%D9%87-%D9%85%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%DB%8C-%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF-%D9%88-%DA%AF%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A2%D9%86-%DA%A9/) می‌شود، دو علم شیمی و فیزیک اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. چرا که بررسی خواص مواد بدون آشنایی با این دو علم امکان‌پذیر نمی‌باشد.
همچنین دانشجوی این رشته علاوه بر فیزیک و شیمی باید از دانش ریاضی اطلاعات کافی داشته و قدرت تجزیه و تحلیل خوبی داشته باشد.
آشنایی با زبان انگلیسی در تمام رشته‌های مهندسی ضروری است. اما در مهندسی سرامیک این ضرورت بیشتر احساس می‌شود چرا که این رشته نسبتا جدید می‌باشد و در نتیجه کتابهای علمی آن کمتر به زبان فارسی ترجمه شده است.