Металургија

Металургија је наука о металима и поступцима за добијање и прераду метала и њихових једињења из руда, соли, и отпадних материјала, а исто тако и грана индустрије. Металургија обухвата рафинацију, производњу легура, уобличавање, оплеменивање, као и проучавање структуре, састава и особина метала. По врсти метала који се производе дели се на црну (добијање гвожђа и челика) и металургију обојених метала (добијање свих осталих метала).[1] Разликује се екстрактивна и прерађивачка металургија.

Иако у Земљиној кори постоји обилна количина метала, велика већина њих се не налази у облику погодном за људску употребу. Они се, наиме, налазе комбиновани с атомима неметала у различитим једињењима, као што су сулфиди, оксиди, карбонати итд. Први корак у добијању метала у употребљивом облику је ослобађање метала из његових једињења. Тим подручјем бави се екстрактивна металургија. Али чак и након топљења, рафинације и легирања, метал је само деломично подесан за коначну употребу.

Метали, који се свакодневно користе, као нпр. грло сијалице, опруга, сврдло итд, имају посебан облик. Тим подручјем – обликовањем метала – бави се механичка металургија. Притом, за њихово обликовање она користи бројне поступке као што су ваљање, пресовање, ковање, извлачење итд. Понекад огромне машине, тешке и више тона, дају металним предметима, као нпр. железничким шинама, цевима и лимовима коначан облик.

Физичка металургија се бави контролом процеса уз помоћ различитих метода и тестова. Она истражује важне теоријске и практичне принципе понашања метала код различитих услова употребом метода физике, хемије, термодинамике итд. Тиме се уједно постижу и оптимални производни параметри за жељени квалитет и облик. Физичка металургија испитује такође унутарњу структуру чврстих метала, која умногоме одређује механичка и друга својства, те отвара могућност њиховог предвиђања и планирања. Истражује и објашњава равнотежне и неравнотежне дијаграме стања метала, те принципе легирања који уз теоријско значење налазе и директну примену у пракси.

Glockenbronze
Микроструктура бронзе која показује дендритичка (у облику јелке) кристална зрна.
GoldThebes750
Златна трака око главе из античке Тебе (Грчка), 750—700. п. н. е.
Adolph Menzel - Eisenwalzwerk - Google Art Project
Фридрих Ердман вон Мензел: Ливница (око 1875. г.) уље на платну
Bronze age weapons Romania
Бронзано оружје и оруђе пронађено у Румунији.
Tutanchamun Maske
Тутанкамонова златна посмртна маска
Castings fresh from the heat treatment furnace
Челични лив након 12 сати топлотне обраде на температури од 1 200 °C (Goodwin Steel Castings Ltd. - Уједињено Краљевство).
Katana hardened edge pic with inset of nioi
Различито отврдњавање јапанског самурајског мача катане. Светле таласасте линије (nioi) одвајају мартензитне крајеве од перлитне основе.
Kovač
Ковач.
AlubronzeCuAl20v500
Металографија омогућује проучавање микроструктуре метала и кристалних зрна.
Mikroskop
Микроскоп.

Подела металургије

Металургија се може поделити на више начина у зависноти од процеса:

  • према технолошком процесу:
    • пирометалургија (топљење при високим температурама)
    • хидрометалургија (извлачење метала из сировина помоћу водених раствора)
    • електромелатургија (електрометалуршка прерада руде)
      • електротермичка (црни метали)
      • електрохемијска (обојени метали)

Најпознатија и најчешћа подела металургије је на:

  • црну металургију и
  • обојену металургију

Историја

Историја људског рода најуже је повезана с развојем материјала.[2][3] Управо су различити материјали, који су претежно били употребљавани у појединим епохама, обиљежили читаве цивилизације. По њима су и велика историјска раздобља добила своје име: камено доба, бакарно доба, бронзано доба, гвоздено доба. С временом су се материјали за израду алата и оружја, а потом и разноврсних направа, те коначно и машина, све више усавршавали. Људи су научили да мењају њихова својства прилагођавајући их све сложенијим захтевима, али и обрнуто: побољшање, а понекад и скоковита промена, својстава материјала омогућавали су реализацију сасвим нових техничких решења и производа. Међу разноврсним својствима материјала нарочито место заузимају механичка својства. Она условљавају чврстоћу, крутост, интегритет, а увелико и трајност предмета.

Све донедавно знање о материјалима – њиховој производњи, обради, својствима, али и примени – стицало се углавном искуствено. Често се радило и о својеврсној алхемији, а случај је играо важну улогу у откривању нових материјала и њиховом унапређењу.[4] Тек од 19. века на овамо, суставна истраживања на подручју физике и хемије, довела су до утемељења интердисциплинарне науке о материјалима, која се том проблематиком бави на научној основи.[5]

Бакарно доба

Човек је несумљиво почео да употребљава самородне метале бакар, сребро и злато,[6] те метеорско (телурно) “жељезо” најкасније око 5500. п. н. е.[7] У то време Египћани су израђивали и употребљавали украсне бакрене куглице, а њихови владари купали су се у води, која се доводила бакреним цевима из реке Нила до приватних базена. Ради поређења треба напоменути, да је човек почео да обрађује поља око 6000. п. н. е., у подручју горја Елбрус и Персијског залива, а у средњој Европи негде око 4000. п. н. е.

Злато је сигурно први самородни метал који се употребљавао због своје лепоте и постојаности. Груменчићи злата сакупљени на обалама река, прерађивали су се и обликовали најчешће у украсне предмете. Већ врло рано, око 5000. п. н. е, знало се да бакар ковањем очвршћава, а загревањем омекшава. За разлику од бакра, злато ковањем слабо очвршћава, па је било неподесно за израду алата. Није стога зачуђујуће, да су у старом Египту неко време бакар и сребро били скупљи од злата. Сребро се такође употребљавало за израду накита, али у много мањим количинама од злата. Сматра се, да су ковачи злата били први „металурзи“, као што показују најстарији археолошки налази из Египта, Ирака и с острва Крита, а да се најранији зачеци металургије могу наћи на подручју сливова три реке: Нила, Тигриса и Инда.

Прво добијање метала из руда везано је најверојатније уз добијање бакра. Наиме, један од његових лепих минерала, зеленкасти малахит, могао се редуковати у бакар на температури од око 700 - 800 ºC , која се постизала у примитивним лончастим пећима. Температура логорске ватре од око 600 - 650 ºC за ту сврху није била довољна. Ова претпоставка је потврђена с одговарајућим налазима на подручју горја Елбрус у Арменији, датираним негде око 4300. п. н. е. Око 4000. п. н. е. бакар се добијао из својих руда у целој западној Азији, а већ око 3800. п. н. е. и у целом „старом свету“. Средња Европа улази у бакрено доба негде око 2200. п. н. е, док је подручје Енглеске директно из каменог доба ушло у бронзано доба, прескочивши бакрено доба.

Интересантно је споменути, како неки аутори сматрају, да је у „старом свету“, у раздобљу од 2800. до 1300. п. н. е, било произведено укупно око 10 000 тона бакра, што значи, узимајући просек, око 6,5 тона по години.

Бронзано доба

Врло рано, највјеројатније случајно, настала су и прва легирања метала. Руде метала ретко се појављују чисте, јер су углавном већ помешане с рудама других метала, те приликом њихове редукције не настаје чисти метал него легура. То се првенствено односи на бакар и калај, чија легура се назива бронза. Бронза се употребљавала врло рано, јер је имала боља механичка својства од самог бакра.

Олово се добијало из руде, веројатно галенита (PbS), већ око 3500. п. н. е. Поступак добивања олова путем тзв. „коштаног пепела“, познат је већ 2500. п. н. е. Олово се могло лако добити из галенита, оксидацијским пржењем, те редукцијом оксида уз довољну количину угља, већ на температури од око 600 ºC.

Сребро се добијало углавном као остатак код добивања олова, а ретко из иначе релативно честог минерала AgCl (цераргирита). За добијање злата из руда и начине његовог ливења знало се око 3000. п. н. е, док се први поступак обогаћивања руде примењивао у Египту око 2000. п. н. е. Амалгамски поступак добијања злата уз употребу живе био је познат око 500. п. н. е.

Гвоздено доба

Метеорско (телурно) жељезо употребљавало се већ врло рано. Фараон Тутанкамон, који је живео око 2800. п. н. е, познавао је гвожђе. У гробу једног каснијег фараона (око 1350. п. н. е.) пронађен је жељезни наслоњач за главу. Жељезо се почело да се добија из руда, најверојатније хематита (Fe2O3), око 1500. п. н. е, најпре у Анатолији, данашњој Малој Азији, као сунђерасто гвожђе. У то време, због недовољне температуре примитивних пећи, није било могуће добијање ливеног гвожђе, већ је настајало сунђерасто гвожђе, које се ковањем претварало у употребљив метал. Налазишта у Уру (Ирак), те у Египту сведоче о раном добијању гвожђа из руда. Гвожђе је у то време било невероватно важан стратешки материјал. Сматра се, да је племе Хетита из Мале Азије постигло своју велику војну моћ управо због ране производње гвозденог оружја. У то је време цена гвожђа била већа од цене злата, а начин његовог добијања чувао се као најстрожа тајна.[8]

Екстрактивна металургија

Први корак у добијању метала у употребљивом облику је ослобађање метала из његових једињења. Тим подручјем бави се екстрактивна металургија. Али чак и након топљења, рафинације и легирања, метал је само деломично подесан за коначну употребу. Отприлике 75% хемијских елеманата на Земљи су метали. Према раширености метала у Земљиној кори на првом месту је алуминијум (8,23%), док на пример олово, које је врло важан метал, у Земљиној кори је заступљено око 6500 пута мање од алуминијума.

Руде (минералне сировине) су главна сировина за добијање метала. Корисни садржај метала у руди врло је различит, а најмањи, економски искористљив садржај зависан је од развоја технологије добијања и различит је за разне метале. Тако на пример, жељезне руде садрже 50% до 60% жељеза, док се молибден (има га само око 0,01% у бакреној руди) добија се као споредни производ у металургији бакра. Бакрена руда садржи само око 0,000005% ренијума, а ипак се његова производња економски исплати.

Процесна металургија обухваћа издвајање метала, прочишћавање, легирање, ливење, обликовање, топлотну обраду и спајање метала, да би се добио полупроизвод или готов производ.[9]

Легура

Bois-du-Luc - Fondeur d'art 2
Ливење бронзе

Легура је хомогена смеса метала или неметала у металу. Легуре се праве се због постизања одређених својстава. Тако легуре могу имати већу тврдоћу, отпорност на корозију или боља нека друга својства од метала од којих су састављене.

Уобичајени инжењерски метали су алуминијум, хром, бакар, гвожђе, магнезијум, никал, титанијум и цинк. Они се најчешће користе као легуре. Знатни напори су уложени у разумевање система гвоздено-угљеничне легуре, који обухвата челике и ливена гвожђа. Обични угљенични челици (они који садрже есенцијално само угљеник као легирајући елемент) се користе у видовима примене који захтевају ниску цену и високу јачину, где тежина и корозија нису проблем. Ливено гвожђе, укључујући жилави лив, су такође део система гвожђе-угљеник.

Нерђајући челик или галванисани челик се користи кад је отпорност на корозију важна. Алуминијумске и магнезијумске легуре се користе за примене где су јачина и лакоћа неопходни.

Бакар-никлове легуре (као што је Монел) се користе у високо корозивним срединама и за немагнетске примене. На никлу базирана суперлегуре као што је инконел се користе при високо-температурним апликацијама као што су гасне турбине, турбопуњачи, Посуде под притиском, и размењивачи топлоте. За екстремно високе температуре, једнокристалне легуре се примењују да би се минимизовало пузање.

Топлотна обрада

Топлотна обрада је поступак деловања температуре на материјал у сврху мењања његове микроструктуре и тиме мењања његових својстава. Топлотно се обрађују најчешће челици, али неретко и други метали, те керамике (стакло). Најчешћи разлози за топлотну обраду челика су очвршћивање (побољшање механичких својстава, посебно затезна чврстоћа), повећање жилавости, повећање дуктилности и могућности преобликовања, смањење унутрашњих напрезања, припрема за обраду резањем.

Топлотна се обрада обавља:

  • пре обликовања комада пластичном деформацијом и одвајањем струготине, да би метал омекшао,
  • после обликовања комада, да би се уклонила заостала напрезања,
  • завршно, за постизање коначне чврстоће и тврдоће производа.

Спајање метала

Спој у машинству може бити растављиви спој или нерастављиви спој. Растављиви спој је такав спој који се може раставити без разарања или оштећења, а затим поново саставити. Нерастављив спој је такав спој где се састављени делови не могу раставити без разарања или оштећења.[8][10]

Механичка металургија

Механичка металургија се бави обликовањем метала и притом за њихово обликовање користи бројне поступке као што су ваљање, пресовање, ковање, извлачење итд. Понекад огромне машине, тешке и више тона, дају металним предметима, као нпр. жељезничким шинама, цевима и лимовима коначан облик.

Ковање

Ковање је обрада материјала без одвајања честица, код које се промена облика и димензија врши ударцима чекића или бата по откивку, који је положен на наковањ. Обрада је чешће у топлом стању, али може бити и у хладном стању. Према начину на који се обавља преобликовање постоји ручно ковање и машинско ковање.

Ручно ковање је поступак преобликовања материјала ударцима ковачког чекића по откивку. Откивак се загреје у ковачкој ватри до белог сјаја. Ковачким кљештима се вади из ватре и полаже на наковањ. Откивак полако мења облик и димензије под ударцима чекића. Тачност димензија, облика, квалитета производа и количина зависе искључиво од прецизности и искуства ковача.

Машинско ковање је модернији начин ковања, који омогућава ковање од најмањих откивака до изузетно великих (до 580 тона). Димензије откивка зависе само од величине машине. Поступак може бити у топлом и хладном стању. За ковање у топлом стању, у поступку производње потребне су и ковачке пећи.

Ручно или машинско ковање може бити:

  • слободно ковање или
  • ковање у уковњима (калупима).

Металургија праха

Металургија праха или прашкаста металургија (енг Powder Metallurgy - PM) је технологија производње механичких конструкцијских и других делова од металних прахова. При томе се одвијају два процеса:

  • компактирање – збијање металног праха у жељени облик и
  • синтерирање – повезивање честица праха у чврсту масу.

Механичка су својства производа углавном једнака, а неким случајевима и боља од производа истог хемијског састава који су израђени резањем струготине, ваљањем или ковањем. Основна су својства производа прашкасте металургије да се постиже мала површинска храпавост (< 63 μм), велика тачност димензија (< 0,125 мм) и производност је велика. Према томе, поступци прашкасте металургије конкуришу традиционалним машинским поступцима: скидању струготине, прецизном ливењу, ливењу под притиском, ковању у уковњима.

Физичка металургија

Физичка металургија обухвата кристалографију, механичка испитивања, одређивање физичких својстава, металографију и многе друге научне области, које се примењују при испитивању метала, односно производа од метала.

Металографија

Металографија се бави истраживањем структуре метала и легура помоћу светлосног (металографског) и електронског микроскопа. Макроструктура је видљива голим оком или уз мало повећање. Микроструктура захтева помоћ микроскопа, а повећање треба бити барем 25 пута. Металографска анализа може дати податке о саставу материјала, претходној обради и својствима, посебно:

  • величину кристалног зрна
  • присутне фазе
  • хемијску хомогеност
  • расподелу фаза
  • деформације структуре настале након пластичне деформације материјала
  • дебљину и структуру површинских превлака
  • одређивање пукотине и начина лома

Референце

  1. ^ "Металлургия". in The Great Soviet Encyclopedia. 1979.
  2. ^ H.I. Haiko, V.S. Biletskyi. First metals discovery and development the sacral component phenomenon. // Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining // A Balkema Book, London, 2015, р. 227-233..
  3. ^ Radivojević, Miljana; Rehren, Thilo; Pernicka, Ernst; Šljivar, Dušan; Brauns, Michael; Borić, Dušan (2010). „On the origins of extractive metallurgy: New evidence from Europe”. Journal of Archaeological Science. 37 (11): 2775. doi:10.1016/j.jas.2010.06.012.
  4. ^ Karl Alfred von Zittel (1901). History of Geology and Palaeontology. стр. 15. doi:10.5962/bhl.title.33301. Архивирано из оригинала на датум 04. 03. 2016. Приступљено 19. 06. 2017.
  5. ^ "Povijesni razvitak materijala", www.riteh.uniri.hr, 2011.
  6. ^ „History of Gold”. Gold Digest. Приступљено 4. 2. 2007.
  7. ^ E. Photos, E. (2010). „The Question of Meteoritic versus Smelted Nickel-Rich Iron: Archaeological Evidence and Experimental Results” (PDF). World Archaeology. 20 (3): 403. JSTOR 124562. doi:10.1080/00438243.1989.9980081.
  8. 8,0 8,1 "Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  9. ^ "Fizikalna metalurgija I" Архивирано на сајту Wayback Machine (јул 4, 2014) (на језику: енглески), dr.sc. Tanja Matković, dr.sc. Prosper Matković, www.simet.unizg.hr, 2011.
  10. ^ "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.

Литература

  • Karl Alfred von Zittel (1901). History of Geology and Palaeontology. стр. 15. doi:10.5962/bhl.title.33301. Архивирано из оригинала на датум 04. 03. 2016. Приступљено 19. 06. 2017.
  • Мастило, Наталија (2005. Речник савремене српске географске терминологије. Београд: Географски факултет.
  • Грчић, Мирко (1994. Индустријска географија. Београд: Научна књига.
  • F. Oeters (1989). Metallurgie der Stahlherstellung. Berlin: Springer u. a. ISBN 978-3-540-51040-6.
  • Piwowarsky, Eugen (1961). Hochwertiges Gusseisen. Berlin. DNB 453788181.
  • Wübbenhorst, Heinz (1984). 5000 Jahre Gießen von Metallen. Düsseldorf: Gießerei-Verlag. ISBN 978-3-87260-060-8.
  • NE-Metall-Recycling-Grundlagen und Aktuelle Entwicklungen (Schriftenreihe der GDMB, Heft 115 изд.). 2008. ISBN 978-3-940276-11-7.

Спољашње везе

Беинит

Беинит (по енгл. E. C. Bain) је прелазна микроструктура која се појављује током термичке обраде угљеничних челика. Ствара се на температурама које леже између температура стварања перлита и темпаратура стварања мартензита.

Винчанска култура

Винчанска култура представља млађенеолитску и раноенеолитску културу Европе (између првих векова 5. миленијума пре нове ере и првих векова 4. миленијума пре нове ере). Простирала се од средњег Потисја на северу до Скопске котлине на југу и од река Усоре и Босне на западу до Софијског басена на југу, односно обухватала је територије данашње Србије, Румуније, Северне Македоније и Босне и Херцеговине. Винчанска култура је била технолошки најнапреднија праисторијска култура у свету. Најранија металургија бакра у Европи потиче са винчанског локалитета Беловоде у источној Србији. Генералним урбанистичким планом развоја Београда, приобални појас Дунава у зони Винче проглашен је археолошким парком.

Висока пећ

Висока пећ је агрегат који се користи у металургији за производњу сировог гвожђа, које се пак даљом прерадом у конверторској челичани рафинише у челик.

Енеолит

Енеолит, бакарно доба или халколит (грчки: khalkos + lithos = 'бакар камен') у старијој литератури називано и „камено бакарно доба“, због упоредне употребе бронзе и камена. Бакрено доба је прелазно раздобље између неолита и бронзаног доба (4. и 3. миленијум п. н. е.; 3500. - 2000. п. н. е.). Овај период обележило је откриће бакра, метала који почиње да се користи у изради примитивног оруђа и оружја. Мешањем бакра и калаја добијена је тврда легура - бронза, која потискује у потпуности камен као материјал за израду предмета. Управо по бронзи следеће доба, које смењује енеолит, добија име - бронзано доба.

У европској историји и археологији повезује се с почетком формирања индоевропских племенских заједница на подручјима која обухватају Прицрноморје (Црно море), Балкан и Блиски исток. Карактеришу га превладавање сточарства над пољодељством, ловом и риболовом, снажније повезане племенске групе, развој бакрене металургије, патријархат и продирање индоевропских група с истока. У стручној литератури најчешће се користи појам енеолитик, будући да је њиме боље одређен прелазни карактер овог раздобља.

Затезна чврстоћа

Затезна чврстоћа (енгл. Ultimate Tensile Strength) материјала је максималан напон којим се материјал може оптеретити затезањем, а да притом не дође до лома. Дефиниција лома може да варира у зависности од материјала и методологије извођења експеримента. Методолошки први пут је примењена у металургији.

Карактеристичне области на дијаграму напон-јединично издужење (Слика 1.) су:

Граница елестичности (енгл. Yield strength). Област линеарне зависности напона од јединичног издужења - Хуков закон (енгл. Hooks Law).

Затезна чврстоћа (енгл. Ultimate Tensile Strength).

Лом (енгл. Rupture).

Култура гробних хумки

Култура гробних хумки или Хигелгребер култура (нем. Hügelgräberkultur) је име за више културних група бронзаног доба распрострањених од Рајне до Карпата, које су карактеристичне по подизању хумки, а у којима се јављају исти или слични бронзани налази.

Метал

Метал (од грчког μέταλλον métallon, "рудник, каменолом, метал") супстанција је која се састоји од атома металних хемијских елемената који нису повезани са другим атомима.Већина метала су тврде, сјајне, чврсте супстанце на собној температури. Многи од њих су растегљиви, што значи да се могу извлачити у дуге цеви или жице. Многи су, такође и ковни, што значи да се могу исковати у танке листове. Бакар, злато и олово су међу најковнијим металима. Злато је најковније од свих метала и може се истањити у листиће који су дебели само два микрона (два милионита дела метра).

Метали се, углавном, лако обликују када су загрејани. Већина метала загревањем на веома високим температурама прелази у течно стање. Отопљен или течан метал се може сипати у калупе или модле. Када се метал охлади он очвршћава у облику калупа. Метали се могу обликовати у различите облике укључујући и цеви. Челични носачи се користе као конструкциони елементи. Челик је легура гвожђа, угљеника и других хемијских елемената.

За металне елементе узимају се хемијски елементи који у чистом облику показују физичке и хемијске особине метала. Те особине су:

добра електрична проводљивост

добра топлотна проводљивост

доста велике склоности за грађење хемијских једињења са базним особинама него са киселим.Метали и њихове легуре имају одличне механичке особине због чега се користе за изградњу машина и алата, а такође и као и материјали у грађевинарству.Велика већина у периодном систему су метали. По месту на коме се налазе у периодном систему деле се на:

алкалне метале као што су: литијум, натријум, калијум...

земљане алкалне метале као што су: берилијум, калцијум, магнезијум ...

слабе метале као што су: алуминијум, калај, антимон ...

прелазне метале као што су: злато, бакар, никл, платина...

актиноиде и лантаноиде као што су: уранијум, радијум, плутонијум и остали.Према температури топљења деле се на: тешко топљиве(Cu, Ni, Fe, W, V, Mo) и лако топљиве (Sn, Pb, Cd, Al, Mg, Zn).

Према специфичној тежини деле се на лаке (густина им је мања од 5 g/cm3) и тешке (густина им је већа од 5 g/cm3). Најлакши метал је литијум (ρ=0,53 g/cm3) он плива по води, најтежи метал је осмијум (ρ=22,6 g/cm3).

Микроконституент

Микроконституент (микроструктура) је микроскопски опис односа, облика и величине фаза у очврслом (чврстом) материјалу.

Микроструктура је директна последица процеса кристализације. Код металних материјала генерално постоји подела на примарну микроструктуру (насталу током процеса очвршћавања) и секундарну микроструктуру (насталу током процеса термичке

обраде и пластичне прераде). Наука која се интензивно бави изучавањем микроструктура је је део металургије и назива се металографија.

Минесота

Минесота (енгл. Minnesota, IPA изговор: /mɪnɨˈsoʊtə/), савезна је држава на средњем западу САД.Клима континентална, умерена са јачим зимама. Главни град је Сент Пол који има 287.151 становника. Минесота има око 5 милиона становника. Земљиште је прерија. Индустрија и пољопривреда веома развијена. Основне гране индустрије су машиноградња, прехрамбена, хемијска, металургија, графичка. Руде су манган, гвоздена руда. Главни пољопривредни артикли; пшеница, кукуруз, сунцокрет, кромпир. Савезна држава је од 1858. године.

Оклахома

Оклахома (енг. Oklahoma), савезна је држава у средишњем делу САД која се простире на око 180.000 km², претежно брежуљкастог краја, смештеног северно од Црвене реке. Главни водени токови Арканзас, Симарон и Канадијан теку из смера северозапада и припадају атлантском сливу. Кроз Оклахому је први прошао шпански истраживач Коронадо 1541. године, у потрази за Изгубљеним златним градом, а под власт САД је дошла тек Куповином Луизијане, коју су 1803. купиле од Француске, чиме су добиле отворен приступ пацифичкој обали. Овај крај испрва је био познат као Индијанска територија и на њега је раних 1820-их пресељено Пет цивилизованих племена, а касније и остала надвладана племена. Тек 16. новембра 1907. године Оклахома је постала држава. Многобројни индијански резервати су укинути, а Индијанци су постали грађани САД, па им се земља дели појединачно, а остатак отвара за насељавање белог становништва.

Данас је Оклахома држава са великим рафинеријама нафте и развијеном индустријом (аутомобили, металургија). Град Оклахома Сити (506.132; 2000) саобраћајно је чвориште државе и њен главни град, а остали значајнији градски центри су (2000): Енид (47.045), Едмонд (68.315), Лотон (92.757), Талса (393.049) и други.

Перлит

Перлит је ламеларни микроконституент у микроструктури очврслог челика настао путем еутектоидене реакције.

Племенити метал

Племенити метали су метали који имају специфичне особине и ретки су у природи. Најчешће се користе за израду накита, а раније су се користили за израду новца (златници, сребрењаци итд). У групу племенитих метала спадају злато, сребро, платина и паладијум, а користе се најчешће као легуре. Поред тога што се користе за израду накита, користе се за специјалне врсте лемова и контаката, а у новије време имају велику примену у медицини.

Прелазни метал

Прелазни метали се налазе између 2. и 13. групе периодног система елемената (по ранијој номенклатури IIa и IIIa група). Ови метали попуњавају 3d, 4d и 5d орбитале док се на последњем енергетском нивоу, скоро по правилу налазе по два s електрона супротног спина. Промена броја електрона јавља се код елемената исте периоде, а не групе као код осталих елемената. То је разлог због кога су сличности између елемената исте периоде често веће него између елемената исте групе, а разлике између група много мање него код главних група. За разлику од атома главних група ови метали поседују јоне знатно мањег атомског радијуса и кристалне решетке великих енергија; зато су велике густине и тврдоће, и високих температура топљења и кључања. Ови елементи су одлични проводници топлоте и електрицитета и имају врло добра механичка својства. Већина једињења прелазних метала је обојена како оних у чврстом стању тако и оних у растворима. Код прелазних метала се јавља тежња за грађењем легура и међусобно и са другим металима.Карактеристична хемијска својства прелазних метала се огледају у:

вредностима кофицијената електронегативности који се крећу између 1,1 и 2,2

грађењу једињења са различитим оксидационим бројевима

тежњи да граде комплексна једињења.Кофицијенти електронегативности показују да ови метали чине прелаз између најелектронегативнијих метала (главних група) и неметала.

Прелазни метали имају велики индустријски значај јер на њима и њиховим легурама почива металургија. Значајни су и као биогени елементи, а од њих се највише истиче гвожђе.

Равнотежно стање (термодинамика)

Термодинамичка равнотежа, је стање термодинамичког система у коме је он у термичкој, механичкој и хемијској равнотежи. Стање система у равнотежи одређено је функцијама стања. Функције стања може бити интензивна функција стања, притисак и температура, или екстензивна функција стања као нпр. молски удео компоненти. Термодинамичка равнотежа је детерминисана минимумом термодинамичког потенцијала.

За систем при константној запремини термодинамички потенцијал еквивалентан је Хелмхолцовој слободној енергији (енгл. Helmholtz free energy):

F = U – TSЗа систем на константном притиску термодинамички потенцијал еквивалентан је Гибсовој слободној енергији (енгл. Gibbs free energy):

G = H – TS

Тврдоћа

Тврдоћа је способност материјала да се одупре дејству спољне силе која је последица контакта са неким другим мекшим или тврђим предметом. Тврдоћа се може мерити по Мосовој скали или другим различитим скалама. Скале које се најчешће користе у инжењерске сврхе су Роквелова, Викерсова, и Бринелова и могу се међусобно проредити преко конверзионих табела.

Тврдина у минералогији је степен супростављања минерала према неком механичком дејству (парању, утискивању и сл.). Она зависи од типа и јачине хемијских веза међу атомима, валентности катјона, структуре..). Тврдина је ускостручан назив у минералогији који се користи уместо термина тврдоћа минерала.

Тврдина је једна од дијагностичких особина минерала на основу којих се макроскопски може одредити о ком се минералу ради.

Тврдина се може одређивати на више начина:

парањем,

утискивањем и

полирањем.За лако и брзо одређивање тврдине користи се Мосова скала којом се одређује релативна тврдина минерала, и то на основу 10 природних минерала (еталона) поређаних по растућој тврдини.

Фаза (термодинамика)

Фаза је хомогени део хетерогеног система одвојен од остатака система дефинисном граничном површином (фазна граница) унутар кога се физичко хемијска својста континуирано мењају. Промена једне фазе у другу настала као последица промена функција стања термодинамичког система назива се фазна промена или фазна трансформација.

Фазна трансформација

Фазна трансформација (фазна промена) унутар једног физичко—хемијског система је промена једног агрегатног стања или макроскопског уређења у друго. Та промена се манифестује наглом променом једне (или више) физичко—хемијских особина, у зависности од промене неке од функција стања (нпр. температура или притисак).

Фазне трансформације у домену притисак-запремина-температура спадају у област физике под именом термодинамика. У фазне промене се убрајају и квалитативне промене које изазива магнетско поље (област електромагнетизма).

Примери фазних трансформација:

Фазна трансформације чврсто-течно-гас једнокомпонентног система под утицајем температуре и/или притиска:Промене структуре кристала (структурни фазни прелаз)

Промена од феромагнетних у парамагнетна својства материјала на Киријевој температури

Промена магнетне структуре материјала

Прелазак у стање суперфлуидности

Прелазак у стање суперпроводљивости

Цементит

Цементит или карбиди железа је хемијско једињење са формулом Fe3C, и са орторомбичном кристалном решетком. То је чврст, лако ломљив материјал, класификован као керамика у својој чистој форми, иако је много важнији у металургији.

Формира се директно из раствора као примарна фаза или (заједно са аустенитом) у ледебуритном еутектикуму код белог ливеног гвожђа. У угљеничном челику, формира се или из аустенита током хлађења, или из мартензита током "отпуштања".

Fe3C се, такође, назива и кохенит, најчешће када се налази у смјеси са никл и кобалт карбидима из метеорита. Ову форму, чврстог, сребрно сјајног минерала, први је описао E. Weinschenk 1889. године.

Челик

Челик (тур. çelik) је метастабилно кристализована Fe-C (Fe-Fe3C) легура са садржајем угљеника мањим од 2,11%. Додавањем волфрама, хрома, молибдена, ванадијума, мангана, никла, кобалта и других метала, појединачно или у комбинацијама, добијају се легирани челици за специјалне сврхе, изузетно механички, хемијски или топлотно постојани. Ако је масени удео легирајућих елемената већи од масеног удела гвожђа, или се гвожђе налази само у траговима, онда не говоримо о челику већ о новим типовима легура. Ту спадају:

негвожђане легуре (енгл. Non-Ferrous Alloys) на бази Al, Mg, Ti, и Zr,

легуре тешко топивих метала (енгл. Refractory Metal Alloys) на бази Mo, W, Co, и Ta,

платинске легуре на бази Pt, Pd, Rh, Ru, и Ir,

специјалне легуре (енгл. Special Alloys) и

супер легуре (енгл. Superalloys).

Лака индустрија
Тешка индустрија

На другим језицима

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.