معرفی گرایش های مهندسی مواد و نرم افزار های مرتبط

مهندسی متالورژی و مواد مهندسی متالورژی و مواد شامل اصول مهندسی مورد نیاز برای تغلیظ، استخراج و پالایش فلزات، مواد و مواد کربن (زغال‌سنگ) و همچنین توسعه آلیاژها و مواد جدید، از جمله سرامیک و کامپوزیت است. متالورژیست ها دانشمندان موادی هستند که در فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم، آهن، مس و غیره تخصص دارند. آنها همچنین با آلیاژها کار می کنند تا عناصر دیگری را برای ایجاد انواع مختلف مواد ایجاد کنند. در این مقاله به معرفی گرایش های مهندسی مواد می پردازیم!

گرایش های مهندسی مواد، استخراج فلزات!

فلزات به صورت آزاد یا در حالت ترکیبی با سنگ معدن مربوطه خود یافت می شوند. برای استخراج فلزات خالص از سنگ معدن مربوطه، مراحل مختلفی مانند غلظت سنگ معدن، برشته کردن، کلسینه کردن، احیاء، احیای الکترولیتی و پالایش الکترولیتی بسته به نوع سنگ فلز انجام می شود. نیروی کار معدن در آینده نیروهایی خواهند بود که به طور یکپارچه از دستور کار تحول دیجیتال استقبال خواهند کرد. اگر می‌خواهند نسل بعدی استعدادهای باسواد دیجیتالی را جذب و حفظ کنند و از مجوز فعالیت خود محافظت کنند، شرکت‌های معدن باید نوآوری را پذیرفته و با یک ارائه‌دهنده فناوری قابل اعتماد شریک شوند. استخراج فلزات از سنگ معدن چیزی است که به ما امکان می دهد از مواد معدنی موجود در زمین استفاده کنیم. سنگ معدن با فلزات تمام شده ای که در ساختمان ها و پل ها می بینیم بسیار متفاوت است. سنگ معدن از ترکیب فلزی مورد نظر و ناخالصی ها و مواد زمینی به نام گنگ تشکیل شده است.استخراج فلزات یکی از گرایش ها مهندسی مواد در مقطع کارشناسی ارشد می باشد، نرم افزار کلید فولاد بهترین گزینه برای شناسایی مواد در زمینه گرایش های مهندسی مواد است.

گرایش های مهندسی مواد، خوردگی و حفاظت مواد!

خوردگی یک فرآیند طبیعی است که یک فلز تصفیه شده را به یک اکسید شیمیایی پایدارتر تبدیل می کند. تخریب تدریجی مواد (معمولا یک فلز) در اثر واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیطشان است. خوردگی تخریب تدریجی فلزات ناشی از عمل هوا، رطوبت یا یک واکنش شیمیایی (مانند اسید) روی سطح آنها است. زنگ زدگی آهن، یا تشکیل یک ماده پوسته پوسته قهوه ای بر روی اجسام آهنی هنگام قرار گرفتن در معرض هوای مرطوب، رایج ترین نمونه خوردگی فلز است. خوردگی و حفاظت مواد یکی از گرایش های مهندسی مواد است که در صنعت نفت- گاز و پتروشیمی کاربرد دارد. یکی از روش های متداول گالوانیزه است که در آن سازندگان قطعه را با یک لایه نازک روی می پوشانند. پوشش های پودری روش موثر دیگری برای جلوگیری از خوردگی در قطعات فلزی است. با استفاده مناسب، یک پوشش پودری می تواند سطح قطعه را به دور از محیط ببندد تا از خوردگی محافظت کند.

خوردگی عمومی زمانی اتفاق می‌افتد که اکثر یا همه اتم‌های روی یک سطح فلز اکسید شده و به کل سطح آسیب می‌رسانند. اکثر فلزات به راحتی اکسید می شوند: آنها تمایل دارند الکترون های خود را به اکسیژن (و سایر مواد) در هوا یا آب از دست بدهند. با کاهش اکسیژن (به دست آوردن الکترون)، با فلز یک اکسید تشکیل می دهد. گرایش خوردگی و حفاظت مواد یکی از گرایش های مهندسی مواد در مقطع ارشد به شمار میرود.

گرایش های مهندسی مواد، ریخته گری!

اندازه‌گیری ریخته‌گری و آهنگری می‌تواند در این زمینه پرزحمت و زمان‌بر باشد، مگر اینکه از فناوری‌های جدید استقبال و استفاده شود. سیستم های اندازه گیری نوری در خط مقدم فناوری های جدید در صنعت هستند و می توانند در زمان صرفه جویی کنند و در عین حال اطلاعات دقیق را برگردانند. فرآیندهای ریخته گری شامل استفاده از مواد مذاب، معمولاً فلز است. سپس این ماده مذاب داخل یک حفره قالب ریخته می شود که شکل قسمت تمام شده را به خود می گیرد. سپس مواد مذاب سرد می‌شوند و حرارت عموماً از طریق قالب استخراج می‌شود تا زمانی که به شکل دلخواه جامد شود. به طور عمده 3 نوع مختلف فرآیند ریخته گری وجود دارد. آنها ریخته گری دایکستینگ، ریخته گری سرمایه گذاری و ریخته گری شن و ماسه هستند. هر یک از آنها مزایای ساخت منحصر به فرد خود را ارائه می دهد.

محدوده آینده ریخته گری شامل اتوماسیون، مواد کارآمدتر، فناوری هوشمند، تولید مواد افزودنی و الزامات سازگار با محیط زیست تنها تعدادی از روندهایی هستند که آینده ریخته گری فلز را شکل می دهند. همچنین مهم است که بدانیم، در حالی که این روندها در حال حاضر مرتبط ترین هستند، بازار پویا است و بسیاری دیگر در آینده وجود دارد.مهمترین نرم افزار مربوط به گرایش های مهندسی مواد در شاخه ریخته گری نرم افزار PROCAST می باشد.

برای آشنایی با سایر رشته های مهندسی پیشنهاد می کنیم مقاله "رشته های مهندسی و معرفی گرایش های مختلف آنها" را مطالعه کنید. 

گرایش های مهندسی مواد، جوشکاری!

جوشکاری یک فرآیند ساخت است که در آن دو یا چند قطعه با گرما، فشار یا هر دو با سرد شدن قطعات با یکدیگر ذوب می‌شوند. جوش معمولاً روی فلزات و ترموپلاستیک ها استفاده می شود اما می توان از آن روی چوب نیز استفاده کرد. اتصال جوش داده شده تکمیل شده را می توان جوشکاری نامید. مهندسی جوش رشته‌ای است که اصول اساسی مواد، مهندسی مکانیک، سازه و برق را ترکیب می‌کند و آنها را با توسعه و کاربرد فناوری اتصال تطبیق می‌دهد. موادی که معمولاً جوش داده می شوند فلزات هستند. مانند آلومینیوم، فولاد نرم و فولاد ضد زنگ. پلاستیک ها را نیز می توان جوش داد. اما در جوشکاری پلاستیک منبع حرارت مورد استفاده مقاومت الکتریکی یا هوای گرم است. منابع انرژی مختلفی وجود دارد که می توان در فرآیند جوشکاری از آنها استفاده کرد. مهندسان جوش راه حل هایی برای مشکلات مربوط به جوش ایجاد می کنند. این شامل طراحی، نگهداری و توسعه سیستم های جوشکاری برای استفاده در سراسر صنعت است. آنها همچنین تکنیک ها، فرآیندها و تجهیزات جدیدی را برای کمک به فرآیند جوشکاری تحقیق و توسعه می دهند. جوشکاری دریایی فرآیندی است که با حرارت دادن مواد تا دمای جوش خود، با یا بدون اعمال فشار یا استفاده از فلز پرکننده، ادغام مواد را ایجاد می‌کند. جوشکاری دریایی را می توان هم در دریا و هم در اسکله در طول فرآیندهای کشتی سازی انجام داد. هدف اصلی از جوشکاری اتصال دو عنصر به یکدیگر با اتصال محکم است. جوشکارها معمولاً با فلز یا ترموپلاستیک کار می کنند و از مواد پرکننده بادوام برای اتصال آنها به یکدیگر استفاده می کنند. از جوشکاری برای ایجاد بسیاری از سازه های مدرن در دنیای ما مانند آسمان خراش ها، اتومبیل ها، کشتی ها و هواپیماها استفاده می شود. مهندسی جوش یکی از گرایش های مهندسی مواد به شمار می رود که بازار شغلی مناسبی نسبت به سایر گرایش های مهندسی مواد در ایران دارد. ASME چه نوع جوشکاری است؟ گواهینامه جوشکاری ASME به صراحت صلاحیت هایی را با تمرکز بر یکپارچگی ساختاری محصولات جوش داده شده تعیین می کند. ASME یک استاندارد طلایی برای کاربردهای جوشکاری مانند: خطوط لوله نفت است. بازرسی جوش یکی از مهمترین بخش ها در گرایش مهندسی مواد در رشته جوشکاری مقط ارشد می باشد که شامل بازرسی چشمی جوش(VT)، بازرسی مایعات نافذ(PT)، بازرسی ذرات مغناطیسی(MT)، بازرسی التراسونیک(UT)،بازرسی تفسیر فیلم های رادیو گرافی(RTI)است. 

گرایش های مهندسی مواد، سرامیک!

سرامیک ها همچنین برای ساخت اشیایی به گونه ای متنوع مانند شمع ها، فیبر نوری، اتصالات مصنوعی، کاشی های شاتل فضایی، اجاق گاز، ترمز خودروهای مسابقه، میکروپوزیشن کننده ها، سنسورهای شیمیایی، یاتاقان های خود روان کننده، زره بدن و اسکی استفاده می شوند. مهندسان سرامیک می توانند فرصت های شغلی زیادی در حوزه های مختلف مانند معدن، پزشکی، غذا، هوافضا، صنایع شیمیایی، پالایشگاه، الکترونیک، صنعتی و انتقال برق و غیره پیدا کنند. سرامیک های مهندسی عمدتاً بر پایه اکسیدها، کاربیدها یا نیتریدهای خالص هستند. از این میان مهمترین ترکیبات آلومینا، Al2O3، کاربید سیلیکون، SiC، نیترید سیلیکون، Si3N4 و زیرکونیا، ZrO2 هستند.

مهندسان سرامیک مواد حیاتی برای بسیاری از فناوری های پیشرفته و سنتی تولید می کنند: مجموعه های الکترونیکی و نوری، قطعات هوافضا، اجزای زیست پزشکی، اجزای هسته ای، دمای بالا، مجموعه های مقاوم در برابر خوردگی، سلول های سوختی و بسته بندی الکترونیکی. فرصت های خوبی برای مهندسان سرامیک در بخش های دولتی و غیردولتی وجود دارد. مشاغل در صنایع تولیدی، کارخانه های فولاد، شیشه، سیمان، آلومینیوم، الکترونیک، ارتباطات و شرکت های اپتیک موجود است. مهندسی سرامیک یکی از گرایش های مهندسی مواد است که در ایران آینده خوبی ندارد.

جمع بندی

بنابراین گروه آموزشی پارس پژوهان با برگزاری دوره های مهندسی مواد و متالورژی که در این مقاله به گرایش های مهندسی مواد پرداخته شد به شما عزیزان کمک میکند که با یادگیری دوره ها و نرم افزار مربوط به گرایش خود که شامل، انتخاب فولاد و عملیات حرارتی، شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، نرم افزار SOLIDWORKS، دوره ساخت کامپوزیت، جوشکاری تعمیری، WPS & PQR، نرم افزار CATIA، نرم افزار SYSWELD، نرم افزار ABAQUS و... هر چه سریعتر وارد بازار کار و به موفقیت شغلی خود دست یابید.

نویسنده: مصطفی عینعلی، کارشناس دپارتمان مهندسی مواد و متالورژی گروه آموزشی پارس پژوهان