Dans son sens général et moderne, la métallurgie est la science qui étudie les propriétés chimiques et physiques des métaux, y compris leur comportement lorsqu’ils sont utilisés à des fins industrielles culturellement utiles. Le terme fait souvent référence aux procédures utilisées pour extraire les métaux du minerai, ainsi qu’aux processus liés à la purification des métaux et à la production d’alliages. Il fait également référence à l’artisanat de fabrication d’objets culturellement utiles en métal ou au travail des métaux. La pratique du travail des métaux a été réalisée au cours de milliers de siècles.
Les preuves de cette science et de cet artisanat remontent à environ 6,500 3,500 ans. Le cuivre, l’étain, l’argent et le fer météorique, qui étaient utilisés par les Égyptiens pour fabriquer des armes, ont tous subi une forme de processus de travail des métaux dans diverses cultures anciennes. La première preuve d’une technologie métallurgique standard est apparue à l’âge du bronze, qui a commencé vers 1,200 16 avant JC, lorsqu’on a découvert qu’en chauffant et en combinant le cuivre et l’étain, un alliage de bronze pouvait être créé. L’âge du fer a commencé vers XNUMX XNUMX av. J.-C. lorsque les Hittites ont découvert comment extraire le fer du minerai et le travailler pour faire avancer leurs objectifs culturels. Georg Agricola, considéré comme le père de la métallurgie, a détaillé les procédures d’extraction de minerai et de métal, ainsi que d’autres aspects de la science, dans son livre du XVIe siècle, De re metallica.
La métallurgie moderne est divisée en deux sous-types. La métallurgie des procédés fait référence aux étapes impliquées dans la production de métaux, dans la plupart des cas, à partir de sulfures ou d’oxydes, puis de leur raffinage sous leur forme réduite par électrolyse ou oxydation sélective des impuretés. La métallurgie physique étudie la structure des métaux, en fonction de leur composition et de leur traitement, et comment cette structure est liée à leurs propriétés. Il s’intéresse également aux principes scientifiques et aux applications d’ingénierie utilisés dans la fabrication et le traitement des métaux, et à la façon dont les produits métalliques résistent à leurs usages industriels.
Les ingénieurs métallurgistes utilisent différentes formes d’essais des métaux. De cette façon, ils peuvent faire des hypothèses quantifiées sur la résistance d’un métal. Ces tests sont destinés à déterminer des propriétés telles que la dureté du métal, la résistance aux chocs et la résistance à la traction, pour n’en nommer que quelques-unes.
En général, les métaux élémentaires, sous leur forme native pure, sont trop mous pour les usages industriels. C’est pourquoi la science de la métallurgie a tendance à se concentrer sur la fabrication d’alliages, dans lesquels les métaux sont combinés entre eux ou avec des non-métaux. L’acier et les fontes sont des exemples d’alliages fer-carbone. L’aluminium, le cuivre, le fer, le magnésium et le zinc sont les métaux les plus utilisés, généralement sous leur forme d’alliage.