آشنایی و معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی [صفر تا ۱۰۰]
مهندسی مواد یعنی مطالعه همه چیز. احتمالا زمینه فعالیت رشته شیمی و فیزیک را می دانید کجاست. ولی آیا دقیقا زمینه فعالیت مهندسی مواد را می دانید؟. رشته مهندسی مواد و متالورژی یکی از رشته های پرکاربرد در سراسر جهان است. مهندسان این رشته با انواع مواد معدنی و غیر معدنی سروکار دارند. با این حال هنگام انتخاب رشته بیشتر دانش آموزان آشنایی زیادی با این رشته ندارند. بنابراین در ادامه این مقاله درس جت به معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی و زمینه های فعالیت آن می پردازیم پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی به طور مختصر
مهندسی مواد و متالورژی یک رشته چند شاخه ای است که با کشف و طراحی مواد سر و کار دارد. تولید و ساخت مواد جدید زمانی اهمیت خودش را نشان می دهد که در های جدیدی را به روی فناوری های پیشرفته باز می کند. مهندسی مواد شامل مطالعه شکل دهی، خواص، ساختار و عملکرد مواد و به خصوص فلزات است.
متالورژی هنر و علم ساخت فلزات و آلیاژ ها با خصوصیات مناسب برای استفاده عملی آلیاژ ها در پروژه های گوناگون است. متالورژی همواره از گذشته تا کنون مهم ترین شاخه مهندسی مواد است و جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده است. با اینکه فولاد جایگاه خاصی در بین فلزات دارد و بیشتر معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی با این فلز سر و کار دارند اما با توسعه اخیر علم و مهندسی مواد، متالورژی در بسیاری از زمینه های دیگر مانند فناوری شیشه و سرامیک، کانی شناسی شیمی معدنی، فیزیک حالت جامد و علم پلیمر جایگاه خودش را پیدا کرده است. به همین دلیل متالورژی گسترده ترین زیر شاخه رشته مهندسی مواد می باشد.
مهندسی مواد و متالورژی چیست؟
مهندسی متالورژی یک رشته مهندسی است که به فلز کاری اختصاص دارد. حوزه هایی مانند استخراج فلزات از زمین، تصفیه سنگ های معدن فلزی و طراحی و تولید مواد ساخته شده از مخلوط فلزات ( آلیاژ ها فلزی ) را در می گیرد. این رشته برای مناطقی مانند تولیدات، ساخت و ساز و همچنین طیف گسترده ای از کالا های مصرفی که دارای اجزای فلزی هستند، بسیار مهم و کاربردی می باشد.
معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی به طور کلی به دو حوزه استخراجی و فیزیکی تقسیم می شود.
در معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی، مهندسان یاد می گیرند که چگونه پالایش و استخراج فلزات را انجام دهند و بعد از فارغ التحصیلی در همین زمینه مشغول به کار می شوند. فلزات تقریبا همیشه مخلوط با مواد دیگر هستند و به ندرت به شکل عنصری خالص یافت شوند. قبل از اینکه بتوانید از فلزات استفاده کنید باید ابتدا آن ها را از سنگ معدن خارج و ناخالصی های آن ها را برطرف کنید.
یکی دیگر از کاربرد های اصلی معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی ایجاد آلیاژ های فلزی، ترکیب یک فلز با فلزات دیگر و ترکیب فلز با مواد غیر فلزی است. آلیاژ ها می توانند خواص بسیار متفاوتی نسبت به اجزای تشکیل دهنده خود داشته باشند. اغلب برای ترکیب مواد تشکیل دهنده آلیاژ ها به آن ها حرارت می دهند و بعد از آن که به اندازه کافی مواد مذاب شد آن ها را با هم مخلوط می کنند. سپس اجازه می دهند مخلوط خنک و جامد شود. جالب است بدانید که می توان خواص مکانیکی آلیاژ را بدون تغییر ترکیب شیمیایی آن تغییر داد. تمامی کار های گفته شده توسط مهندسان متالورژی انجام می شوند آنها در مورد ویژگی های آلیاژ ها و خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر اطلاعات کافی و لازم را دارند.
افرادی که معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی می خوانند، می توانند در صنایع تولیدات فلز مانند ساخت فولاد نقش ایفا کنند. نقش و کار آن ها در زمینه هایی مانند ساخت و ساز ساختمان، طراحی وسیله نقلیه مانند خودرو و هواپیما و پروژه های مهندسی عمران بسیار پر رنگ است. علاوه بر این برای تولید محصولات صنعتی نیاز به یک مهندس متالورژی می باشد.
زمینه فعالیت مهندسان مواد و متالورژی
مهندسان متالورژی خواص فلزات را مطالعه و بررسی می کنند و در کاربرد های عملی مانند تولید فلزات از یافته های خود استفاده می کنند. این مهندسان با طیف وسیعی از فلزات از جمله آهن، آلیاژ های آلومینیوم، روی و … سرو کار دارند. این مهندسان می توانند در زمینه های مختلفی از جمله ساخت بدنه و قطعات هواپیما، خودرو، صنایع دفاعی و نظامی و عمران فعالیت کنند.
معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی و گرایش های آن
گرایش های مهندسی مواد شامل دو شاخه سرامیک و متالورژی صنعتی است. شاخه متالورژی صنعتی شامل ۸ گرایش می شود. گرایش هایی مثل استخراج فلزات، شناسایی و انتخاب مواد، ریخته گری، جوشکاری ، شکل دهی، خوردگی، نانو مواد و بیو مواد.
گرایش سرامیک:
وقتی صحبت از سرامیک می شود، اولین چیزی که به ذهن می رسد سرامیک های ساختمانی است. اما گرایش سرامیک خیلی گسترده تر از تصور عموم می باشد و سرامیک های ساختمانی تنها بخش کوچکی از این گرایش هستند. سرامیک را می توان شامل نسوز ها، شیشه ها، سرامیک های پیشرفته، مواد پزشکی و … دانست. محوریت این گرایش کار های تحقیقاتی است. بنابراین گرایش سرامیک را می توان جز گرایش های مناسب برای خانم ها دانست. همچنین امکان اپلای کردن در گرایش سرامیک بسیار زیاد است.
گرایش استخراج فلزات:
این گرایش به ۲ قسمت تقسیم می شود: ۱- استخراج فلزات، ۲- سنتز مواد پیشرفته. این گرایش جز گرایش های بکر رشته مهندسی مواد است و هیئت علمی شدن در این گرایش امکان پذیر است. یکی از گرایش های نزدیک به رشته ی مهندسی معدن، استخراج فلزات است. هدف این گرایش بررسی فرایند های استخراج با افزایش صرفه اقتصادی، کیفیت محصول نهایی و … است.
گرایش شناسایی و انتخاب مواد:
این گرایش به خاطر کسب مهارت های جامع تر نسبت به بقیه گرایش ها، بسیار مورد توجه دانشجویان مهندسی متالورژی است. دانشجویانی که این گرایش را انتخاب می کنند در انتخاب و آنالیز مواد مهارت بیشتری پیدا می کنند. از این رو جزو گرایش های مهم رشته مهندسی مواد می باشد.
گرایش ریخته گری:
اگر علاقه مند به محیط های کارگاهی و فنی هستید، پیشنهاد می کنیم ریخته گری را انتخاب کنید. ریخته گری جز صنایع مادر هر کشوری است این گرایش جزو صنعتی ترین گرایش های مهندسی متالورژی است. یک دانشجو ریخته گری، با مفاهیم و تکنیک های به روز ریخته گری آشنا می شود.
گرایش جوشکاری:
وقتی اسم جوشکاری می آید، اولین چیزی که به ذهن می رسد، همان جوشکاری ساده در و پنجره خانه ها است. ولی یک مهندس متالورژی می داند که جوشکاری چه دنیای گسترده و متنوعی دارد. جوشکاری فقط مخصوص فلزات نیست بلکه برای سرامیک ها و پلیمر ها نیز کاربرد دارد. همچنین بازار کار خوبی این گرایش دارد.
گرایش شکل دهی:
اگر دنبال گرایشی هستید که زمینه گسترده ای برای پژوهش داشته باشد و از نظر اپلای کردن و صنعتی بودن جایگاه خوبی داشته باشد، پیشنهاد ما به شما گرایش شکل دهی است. نزدیک ترین گرایش به مهندس مکانیک گرایش شکل دهی است. مهندسین شکل دهی ماده خام را تحویل می گیرند و به ما محصول نهایی تحویل می دهند.
گرایش خوردگی:
مهم ترین و پردرآمدترین گرایش مهندسی مواد گرایشی نیست جز خوردگی. هر چه کشوری پیشرفته تر باشد نیاز بیشتری به مهندس خوردگی دارد. زیرا هر ساله تجهیزات صنعتی بسیاری دچار این امر طبیعی می شوند و اگر یک مهندس خوردگی بر این تجهیزات نظارت نداشته باشد، ممکن است خسارت جبران ناپذیری وارد شود. یکی از وظایف اصلی این مهندسان کنترل کردن شرایط در محیط های مختلف برای جلوگیری از زنگ زدگی قطعات حساس است. محیط این گرایش هم صنعتی است و هم آزمایشگاهی. بنابراین این گرایش می تواند برای فعالیت خانم ها بسیار مناسب باشد. اپلای در این گرایش نسبتا راحت است و تعداد مقالات علمی زیادی در این گرایش می توان چاپ کرد.
گرایش نانو مواد:
یکی از گرایش های جدید و به روز مهندسی متالورژی نانو مواد است. نانو مواد دانشی است مبتنی بر شناخت ما از ساختار مواد در مقیاس نانو و میکرو. یک مهندس نانو در روش تولید و ساختار مواد تغییراتی به وجود می آورد، تا خواص بهتری داشته باشند.
گرایش بیو مواد:
بیو مواد گرایش نزدیک به رشته مهندسی پزشکی است. این گرایش طوری است که اگر مهارت و دانش بالایی داشته باشید، می توانید درآمد بسیار خوبی کسب کنید. یک مهندس بیومواد می تواند در زمینه ساخت اعضای مصنوعی و تجهیزات پزشکی فعالیت کند.
توانایی های مورد نیاز رشته مواد مهندسی مواد و متالورژی
- کسانی که قصد دارند رشته مهندسی مواد و متالورژی را در دانشگاه بخوانند باید توانایی های زیر را داشته باشند:
- توانایی اولویت بندی
- برنامه ریزی موثر
- توانایی کار تیمی
- تسلط بر کامپیوتر
- قدرت تجزیه و تحلیل بالا
- تسلط بر ریاضی و فیزیک ( این رشته ریاضی و فیزیک بسیار زیادی دارد، رشته مهندسی مواد و متالورژی هم استاتیک دارد و هم ریاضی مهندسی )
- تسلط بر شیمی
- آمادگی کار در شرایط سخت ( محیطی که یک مهندس متالورژی کار می کند قطعا کارخانه جات ذوب و ریخته گری است. هیچ مهندس مواد و متالورژی در خانه کار نخواهد کرد. )
- توانایی جسمی بالا
- ذهن خلاق و کنجکاو
- مهارت حل مسائل خلاقانه
- مهارت های ارتباطی
- آگاهی از فرایندهای تولید ( مهندس رشته متالورژیک باید با سبم های مختلف تولید آشنا باشد )
مهم ترین دروس رشته مهندسی مواد و متالورژی
- کریستالوگرافی
- شیمی فیزیک
- استاتیک
- آزمایشگاه متالوگرافی
- مواد پیشرفته
- خواص مکانیکی ۱ و ۲
- خواص فیزیکی ۱ و ۲
- اصول تولید مواد و مهندسی ۱ و ۲
- ترمودینامیک مواد
- عملیات حرارتی
- شکل دهی فلزات
- آنالیز مواد
- انجماد
آینده شغلی و بازار کار
- شرکت های خودرو سازی
- آهنگری و جوشکاری به روش های پیشرفته ( تمامی شرکت های پتروشیمی به یک مهندس مواد نیازمند هستند، چون این مهندسان جوشکاری بلد هستند می توانند خط لوله های نفت، آب و … جوشکاری کنند. )
- صنایع فولاد، مس و آلومینیوم
- بازرسی خطوط انتقال نیرو، آب و نفت
- صنایع هوافضا و نظامی
- آزمایشگاه های تحقیقاتی
- صنایع ماشین های مخصوص راهسازی
- ساخت ظروف و قطعات آشپزخانه
- ساخت و پوشش دهی قطعات تزئینی
- شبیه سازی فرایند ها و قطعات صنعتی
- صنایع الکترونیک
- مشاوره در انتخاب مواد و آلیاژ های مورد استفاده در بخش های صنعتی مختلف
- بازیافت
- مهندسی پزشکی
- اپراتور خط تولید
- کارشناس کنترل کیفیت
- کارشناس فروش
- مهندسی جوشکاری و بازرسی
- اپراتور یا سرپرست آزمایشگاه
- کارشناس تحقیق و توسعه
بازار کار معرفی رشته مهندسی مواد و متالورژی بسیار متنوع است و گستردگی زیادی دارد. همچنین این رشته در کشور ما بازار کار خوبی دارد و فارغ التحصیلان معمولا بعد از گرفتن مدرک مهندسی در شرکت های مهم کشور استخدام می شوند. اگر قصد مهاجرت به خارج از کشور دارید این رشته در خارج از کشور هم بازار کار فراوانی دارد.
وظایف و مسئولیت های مهندسان متالورژی
از آن جایی که مهندسی متالورژی بسیار گسترده است گرایش های مختلف ممکن است وظایف و نقش های متفاوتی داشته باشند.
- طراحی و کنترل برای جداسازی فلزات از سنگ معدن
- پایش و تست خوردگی
- ارائه دادن راهکار هایی برای بهبود خواص فلزات یا سازگار کردن آن ها با شرایط مختلف
- آزمایش کردن فلزات برای اطمینان از مطابقت بودن آن ها با استاندارد های کیفیت و ایمنی
- ارزیابی ساختار فیزیکی آلیاژ ها و بررسی رفتار فلزات
- بررسی حوادث و یافتن علت آن مثل تصادفات هوایی
- تهیه گزارش در مورد تحقیقات و آزمایشات انجام شده روی مواد
- شکل دهی و فرم دهی فلزات با استفاده از روش هایی مانند ریخته گری، نورد و یا آهنگری
- وصل کردن فلزات با استفاده از روش هایی مثل جوشکاری و لحیم کاری
- طراحی قطعات فلزی و ارائه دادن نمونه های اولیه پروژه
- تفسیر نقشه های طراحی و ارائه توصیه
- گرفتن تصمیمات حیاتی در زمینه خط تولید
- مسئولیت مسائل بهداشتی و ایمنی کارکنان در هنگام ساخت قطعات
- تحلیل ساختاری مواد با استفاده از نرم افزار های کامپیوتری
- نوشتن گزارش ها، اسناد، دستورالعمل ها
- نصب و راه اندازی تجهیزات
- تست و تعمیر محصولات جدید
مهارت های لازم یک مهندس متالورژی
- داشتن مدرک مهندسی مواد و متالورژی
- مهارت ارتباطی خوب برای ارائه و معرفی محصولات به خریداران و همکاران
- آشنایی با کسب و کار
- توانایی حل مسائل گوناگون در هنگام بروز مشکلات تولیدی و فنی
- داشتن ابتکار، علاقه و انگیزه برای بهبود خواص فلزات و روش های تولید و استخراج آن ها
- توجه داشتن به جزئیات برای تقسیر الزامات طراحی و نوشتن گزارش
