Metalurgijos inžinerija yra inžinerijos sritis, skirta dirbti su metalais. Ji apima sritis, įskaitant metalų gavybą iš žemės, metalų rūdų rafinavimą ir medžiagų, pagamintų iš metalų mišinių, vadinamų metalų lydiniais, projektavimą ir gamybą. Tai nepaprastai svarbu tokioms sritims kaip gamyba ir statyba, taip pat daugybei plataus vartojimo prekių su metaliniais komponentais.
Ši inžinerijos sritis paprastai skirstoma į dvi sritis: gavybos metalurgiją ir fizinę metalurgiją. Kasybos metalurgijoje metalurgijos inžinerija naudojama iš žemės išgaunamiems metalams išgauti ir rafinuoti. Metalai beveik visada randami susimaišę su kitomis medžiagomis mineralų telkiniuose, vadinamuose rūdomis, o ne vieni ir dažnai yra cheminiuose junginiuose, o ne grynos elementinės formos. Prieš naudojant šiuos metalus, jie turi būti pašalinti iš rūdos.
Tai galima padaryti įvairiais būdais, priklausomai nuo atitinkamos rūdos. Rūdos gali būti kaitinamos, kad rūdoje sukeltų fizinius pokyčius ir chemines reakcijas. Cheminės medžiagos gali būti naudojamos cheminėms reakcijoms sukelti junginiuose, kuriuose yra metalo. Rūdos gali būti ištirpintos vandenyje, šildomame tol, kol išsilydo, kad metalas būtų izoliuotas naudojant elektrinius procesus. Kai metalas nebėra chemiškai sujungtas su kitais elementais, jis rafinuojamas, kad būtų fiziškai išvalytas. Visi šie metodai priklauso nuo metalurgijos inžinerijos žinių.
Kai metalai buvo gauti iš aplinkos naudojant ekstrahuojančią metalurgiją, fizinė metalurgija yra tai, kas juos panaudoja. Vienas iš pagrindinių metalurgijos inžinerijos pritaikymų yra metalų lydinių kūrimas, derinant metalą su kitais metalais ar nemetalinėmis medžiagomis. Lydinių savybės gali skirtis nuo jų sudedamųjų dalių, todėl buvo sukurta daugybė lydinių, skirtų įvairioms užduotims atlikti. Dažniausiai lydinio sudedamosios dalys sumaišomos jas kaitinant pakankamai, kad išsilydytų, o tada sumaišant ir leidžiant mišiniui atvėsti ir sukietėti. Galimos ir kitos medžiagos legiravimo priemonės, pvz., sumaišyti jas kietų miltelių pavidalu, o po to jas veikiant dideliam karščiui ir slėgiui sujungti.
Tada lydinys gali būti apdorojamas įvairiais būdais, kurie keičia jo mechanines savybes, nekeičiant jo cheminės sudėties. Šie procesai gali būti mechaniniai, keičiantys lydinio kristalinę struktūrą, taikant jėgas, sukeliančias mechaninį įtempį. Jie taip pat gali būti susiję su lydinio kaitinimu, nes tokie procesai, kaip lydinio laikymas aukštoje temperatūroje ilgą laiką arba kaitinimas ir vėl greitas aušinimas panardinant į šaltą vandenį ar aliejų, taip pat gali paveikti kristalinę struktūrą. lydinio atomai yra išsidėstę. Metalurgijos inžinerija taiko mokslines žinias apie skirtingų medžiagų mišinių charakteristikas ir skirtingų apdorojimo būdų fizinį poveikį, kad sukurtų gamybos procesą, kad būtų sukurtas lydinys, kuris geriausiai tinka tam tikram pritaikymui.
Taigi metalurgijos inžinerija yra metalų gamybos pramonės, pavyzdžiui, plieno gamybos, centre. Tai labai svarbu susijusioms sritims, tokioms kaip pastatų statyba, transporto priemonių, tokių kaip automobiliai ir lėktuvai, projektavimas ir civilinės inžinerijos projektai, tokie kaip tiltai. Be to, metalurgijos inžinerija yra labai svarbi daugelio kapitalo ir vartojimo prekių pramoninei gamybai.
Seniausi žinomi metalo apdirbimo pavyzdžiai datuojami maždaug 7,000 m. pr. Kr., kai žmonės pradėjo naudoti primityvius ginklus ir įrankius, pagamintus iš vario. Iki 6,000 m. prieš Kristų žmonės naudojo ugnį, kad lydytų rūdas, kuriose yra vario, kad gautų grynesnius metalus. Pirmieji žinomi dirbtiniai lydiniai datuojami 3,800 m. pr. Kr., kai metalo apdirbėjai Artimuosiuose Rytuose pradėjo legiruoti alavą ir varį, kad sukurtų bronzą – daug veiksmingesnę ginklų ir įrankių medžiagą, kuri radikaliai pakeistų civilizacijos raidą. Žmonės įvairiose pasaulio vietose pagrindinius metalurgijos procesus atrado savarankiškai. Šie įvykiai, žinoma, tūkstančius metų buvo ankstesni už inžinerijos, kaip specializuotos profesinės ar mokslinės disciplinos, idėją, tačiau esminė metalurgijos inžinerijos esmė – žinių apie metalus naudojimas išgaunant, formuojant ir transformuojant juos žmonių reikmėms – yra.