Metallurgiya texnikasining tarixi va rivojlanishi Reja

Metallurgiya texnikasining tarixi va rivojlanishi
Reja:

1. 
   Metallurgiya texnikasining tarixi va rivojlanishi
   
2. 
   Metallurgiya haqida ma’lumot
   
3. 
   Metallarning kristall panjaralari
   

Metallurgiya – yunoncha “metallurgeo” – ma’danni qazib olish, metallarga

ishlov berish “metallon” – kon, metall va “ergon”– ish, ishlov berish – metallarni
ruda va boshqa turdagi xom ashyolardan olish, shunindek metall va metallik
qotishmalarning kimyoviy tarkibi, tuzilishi va xossalarining o‘zgarishi bilan
boradigan jarayonlarni qamrab olgan fan, texnika va sanoat tarmog‘idir.
Metallurgiyaga sohasiga quyidagilar kiradi:
- yer bag‘ridan qazib olingan rudalarga dastlabki ishlov berish;
- metallarni ajratib olish, metallar va qotishmalarni rafinirlash;
- ajratib olish metallarga mahsus xossalar va formalarni berish.
Tarihiy metallurgiya qora va rangli metallurgiyaga bo‘linadi. Qora
metallurgiya temir asosidagi qotishmalarni (cho‘yan, po‘lat, ferroqotishmalar),
marganets, xrom va vanadiy metallarni ishlab chiqarishni qamrab oladi (qora
metallar qismiga, dunyoda ishlab chiqariladigan metall mahsulotlarning 95% to‘g‘ri
keladi). Rangli metallurgiya, boshqa metallarni ishlab chiqarishini, shu jumladan
radioaktiv metallarni ham qamrab oladi. Ayrim metallurgik jarayonlar metall
bo‘lmagan va yarim o‘tqazuvchi materiallarni (Si, Ge, Se, Te, As, P, S va b.)
ishlab chiqarilishida qo‘llaniladi. Umuman zamonaviy metallurgiya, periodik
jadvaldagi deyarli barcha elementlarni, galloid va gazlardan tashqari, ajratib olish
jarayonlarini qamrab oladi.
Arxeologik topilmalar shuni ko‘rsatadiki, metallurgiyaning paydo bo‘lishi qadimgi zamonlarga tegishli, masalan Kichik Osiyoning janubiy-g‘arb qismida, misni
eritish, eramizdan 7 – 6 ming yil oldin, olib borilganligi aniqlangan. Tahminan o‘sha
paytlari odamzodga tug‘ma metallar: oltin, kumush, mis va meteorit temir aniq bo‘lgan. Keyingi davrlarda, odamzod rudani qazib olish va unga ishlov berishni o‘rganganda, rudani qayta ishlash texnologiyalari paydo bo‘lgan. 1.1-rasm. Yer ostidan foydali qazilmalarni qazib olish
Avval, metall buyumlarni, metallarga sovuq holda ishlov berish yo‘li bilan
yasashgan. Mis va temirga sovuq holatda ishlov berish qiyinchilik tug‘dirganligi
uchun, ularning qo‘llanilishi chegaralangan. Metallarga issiqlik bilan ishlov
berish (toblash) jarayoni ihtiro qilingandan so‘ng, misdan yasalgan buyumlarning
keng tarqalishi boshlandi. Oksidlangan rudalardan misni eritish va undan
quymalarni olish (eramizdan 5 – 4 ming yil oldin), mis ishlab chiqarishining
oshishiga olib keldi.
Murakkab bo‘lgan rudalarni dastlabki kuydirish va misni rafinirlash
usullarini qo‘llab, sulfidli mis rudalarini qayta ishlash jarayoni eramizdan
oldingi 2 minginchi yilning o‘rtalariga tegishli (Yaqin Sharq, Markaziy Evropa).
Eramizdan 2 ming yil oldin, bronzadan (tahminan 90 % Cu + 10 % Sn) yasalgan
buyumlardan keng foydalanish boshlandi. Bronzadan yasalgan buyumlarning
keng tarqalishiga sabab, bronzadan yasalgan buyumlarning sifati (qattiqlik,
korroziyaga bardorshligi va b.) misdan yasalgan buyumlar sifatidan yuqori
bo‘lganligi, shuningdek bronzaning erish harorati misnikidan past va quyma
qoliplarni misga nisbatan yaxshi to‘ldiradi.
Bronzaning keng foydalanishi bronza asrining boshlanishini belgilab berdi.
Eramizdan 3–2 ming yil oldin, mis va bronzaning yirik markazi Kavkaz
bo‘lgan.
Tahminan, eramizadan 2 ming yil oldin, odamzod temirni rudadan olish
usullaridan foydalanishi boshlaydi. Avval temirni olish maqsadida gulhanlardan,
so‘ngra eritish o‘ralaridan – “Сыродутный горн” foydalanilgan. Toshdan terilgan
gornga, oson tiklanuvchi ruda va yog‘och (pista) ko‘mir yuklanar edi. Ko‘mir yonishi
uchun kerak bo‘lgan havo gornga paski qismidan puflangan. Jarayon paytida uglerod
temir oksidini tiklaydi. Jarayonni nisbiy past harorati va temirli shlakning ko‘p
miqdori, metallning uglerodlanishiga to‘sqinlik qilar edi va buning natijasida
tarkibida uglerod miqdori past bo‘lgan temir olinardi. Hosil bo‘lgan temir gornning
pastki qismida to‘planadi va uni “kritsa” deb nomlanadi. “Kritsa” gorndan
chiqarilgandan so‘ng, zichlanishi uchun toblanardi va buning natijasida buyumlar
yasash uchun metall olinar edi. Jarayonning ishlab chiqarish unumdorligi past
bo‘lgan va bu jarayon ruda tarkibidan temirning faqat yarmini ajratib olishga imkon
berar edi. Temir metallurgiyasi, mis metallurgiyasiga nisbatan sekin rivojlanayotgan
edi. Buning asosiy sababi, o‘sha paytlarda erishadigan haroratlarda misni erigan
holatda, temirni esa hamir simon, tarkibida uglerodning miqdori past bo‘lgan
ko‘rinishda olish imkoniyati bor edi. Uglerodning miqdori kam bo‘lganligi uchun,
temir yumshoq bo‘lgan va undan yasalgan mehnat asboblarining sifati, bronzadan
yasalgan asboblar sifatidan past bo‘lgan. Temirni keng qo‘llanilishi uchun, temirni
uglerodlash va toblash jarayonlarini qo‘llash zaruriyati tug‘ildi, ya’ni po‘lat olish
jarayonlarini rivojlantirish zaruriyati tug‘ildi. Bu jarayonlarning rivojlanishi
natijasida eramizdan 1 ming yil oldin, odamzod tomonidan qo‘llaniladigan
metallarning ichida, temir birinchi o‘ringa chiqdi va bu temir asrning
boshlanishidir. Bizning eramizning boshida temir metallurgiyasi to‘liq Evropa va
Osiyoda tarqalgan edi.
Uch ming yil davomida temir metallurgiyasi prinsipial o‘zgarishlarga duch
kelmagan edi. Jarayon doimo rivojlanib kelgan va XIV asrning yarmisida kichik
domna pechlari paydo bo‘lgan. Vaqt o‘tishi bilan domna pechlarning o‘lchamlari,
xususan balandligi oshib bordi, domna pechiga havoni intensiv puflash jarayonlari
rivojlanishi natijasida pech xajmidagi haroratning oshishiga erishildi va buning
natijasida metallning uglerodlanishi va tiklanishi jadallashdi. Domna pechlarida
hamirsimon temirning o‘rniga, tarkibida Si va Mn bo‘lgan yuqori uglerodli temir
qorishmasini (rasplav) – cho‘yan olishga imkoniyat yaratildi. Cho‘yan ishlab
chiqarilishining oshishiga, XIV asrda cho‘yanni toblanuvchi temir ko‘rinishiga
o‘tqazishga imkon beradigan “krichniy” (кричный передел) qayta ishlash
bosqichining yaratilishi asos bo‘ldi. Krichniy gornda cho‘yanni qayta eritib, uning
tarkibidagi qo‘shimchalarni (S, Mn, Si, P) kislorod bilan oksidlab, cho‘yanni
tozalash (rafinirlash) jarayonlari olib borilar edi. Krichniy jarayonining
rivojlanishi, temirni ikki bosqichda olishga asos bo‘ldi va hozirda po‘latni ishlab
chiqarishning zamonaviy texnologiyasi ikki bosqichli jarayonda olib borilmoqda.
Temirdan tashqari qadimgi davrlarda Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Hg qazib olinar edi va
qo‘llanar edi. Boshqa rangli metallarning ishlab chiqarilishi ohirgi asrlarda (ayrim
holatlard 10 yillikda) o‘z rivojini topdi.
Zamonaviy metallurgiya, metall va qotishmalarni ishlab chiqarishning asosiy
texnologik jarayonlari yig‘indisi sifatida, o‘z ichiga quyidagilarni oladi:
- rudani qazib olish va undan metallarni ajratib olishga tayyorlash (jumladan boyitish
jarayonlari);
- metallarni ajratib olish va ularni rafinirlash (tozalash) (pirometallurgik,
gidrometallurgik va eletrolitik jarayonlar);
- metallik kukunlarni ko‘machlash orqali turli buyumlarni ishlab chiqarish;
- metall va qotishmalarni quymakorlik jarayonlari;
- metallarga bosim ostida ishlov berish jarayonlari;
- metallarga termik va kimyo-termik ishlov berish jarayonlari va h.
Metallurgiya bilan boshqa sanoat chambarchas bog‘liq, masalan koksoximiya
sanoati, o‘tga bardosh berish materiallarni ishlab chiqarish sanoati va sanoat turlari.
Rudalardan metallarni ajratib olishga tayyorlash, maydalash, yanchish,
g‘alvirlash va sinflash jarayonlarpidan boshlanadi. Keyingi qayta ishlash bosqichi bu
boyitishdir. Sanoatda eng keng flotatsion, gravitatsion, magnit va elektrik usullar
qo‘llaniladi. Boyitishdan so‘ng olingan mahsulotlar odatda quritiladi yoki kuydiriladi.
Odatda, rudalarni tayyorlashning yakuniy bosqichiga, xomashyo tarkibini
o‘rtalashtirish, xomashyoni aralashtirish, shuningdek aglomeratsiya, briketlash va
qumoqlash usuli bilan bo‘laklash jarayonlari kiradi.
Metallarni pirometallurgik (yuqori haroratli) usullardan foydalanib ajratib olish
va rafinirlash (tozalash) jarayonlari metallurgik pechlarda amalga oshiriladi.
Pirometallurgik jarayonlarda, metall va qo‘shimcha moddalar, yuqori haroratlarda
xomashyoni eritish natijasida hosil bo‘ladigan xar - hil fazalarga ajraladi. Bu fazalarga
gaz, suyuq metallar, shlak, shteyn va qattiq moddalar kiradi. Ajralishdang so‘ng
fazalardan biri yoki bir nechtasi keyingi qayta ishlash bosqichiga yuboriladi.
Metallarni gidrometallurgik usullarda ajratib olish va rafinirlash jarayonlari
yuqori haroratlarni talab etmaydi va turli erituvchilarning suvli eritmalarini
qo‘llanishiga asoslanadi. Gidrometallurgik usulda metallni xomashyodan eritmaga
o‘tqazish uchun (tanlab eritish) kislota, asos va tuzlarning eritmalari qo‘llaniladi.
Metallarni eritmalardan ajratib olish uchun gidrometallurgiyada sementatsiya,
durlanish, adsorbsiya, elektroliz, cho‘ktirish va gidroliz usullaridan foydalaniladi.
Metallurgiya – O‘zbekiston va boshqa davlatlarda sanoatning bazaviy
tarmog‘idir. Metallurgiya, ma’lum darajada mamlakat iqtisodining rivojlanishini
belgilab beradi. Sanoatda qo’llaniladigan konstruksion materiallar xajmining
95 % ni qora va rangli metallar tashkil etadi va ularning ishlab chiqarilishiga
mamlakatda foydalaniladigan tahminan yoqilg‘ining 10–14 %, elektroenergiyaning
20–24 %, xom ashyo va mineral resurslarning 40 % sarflanadi.