Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Μεταλλοτεχνία»

μ
κάποιες κοσμητικές διορθώσεις
μ (κάποιες κοσμητικές διορθώσεις)
[[Εικόνα:Enclume.jpg|220px|right|thumb|Σιδηρουργός εν ώρα εργασίας.]]
'''Μεταλλοτεχνία''' είναι η τέχνη της δημιουργίας αντικειμένων από μεταλλικά υλικά (καθαρά [[μέταλλο|μέταλλα]] ή [[κράμα|κράματα]]). Επίσης, ''μεταλλοτεχνία'' αποκαλείται και ο κλάδος της επιστήμης της [[μεταλλο^^γνωσίαμεταλλογνωσία|μεταλλογνωσίας]] που έχει ως αντικείμενο τη μελέτη της συμπεριφοράς μεταλλικών υλικών όταν σ' αυτά ασκούνται διάφορες δυνάμεις.
 
Η μεταλλοτεχνία ως τέχνη ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], [[w:en:Metalworking|metalworking]]) έχει μεγάλη ιστορία και συνδέεται με την ιστορία του ανθρώπινου γένους. Αντιθέτως, η μεταλλοτεχνία ως επιστήμη ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], [[w:en:Mechanical Metallurgy|mechanical metallurgy]]) διαμορφώθηκε κατά το β΄ μισό του 20ού αι., με τη συστηματική μελέτη της μηχανικής συμπεριφοράς των μετάλλων σε μακροσκοπικό και μικροσκοπικό επίπεδο.
 
==Η ιστορία της μεταλλοτεχνίας==
[[Εικόνα: Elam cool.jpg|180px|right|thumb|Ασημένιο κύπελλο με παράσταση άνδρα και επιγραφή σε γραμμική γραφή. [[Ελάμ]] (σημερινό [[Ιράν]]), [[Εποχή του Χαλκού]] (3η χιλιετία π.Χ.). Φυλάσσεται στο Εθνικό Μουσείο του Ιράν.]]
Ο άνθρωπος γνώριζε την ύπαρξη των αυτοφυών [[μέταλλο|μετάλλων]] ήδη από τα προϊστορικά χρόνια. Όμως η μετάβαση στα ιστορικά χρόνια έγινε όταν κατάλαβε πως μπορούσε να παράγει πολύ χρήσιμα αντικείμενα δουλεύοντας τα [[μέταλλο|μέταλλα]] στο καμίνι και στο αμόνι. Έτσι έκανε την εμφάνισή της η μεταλλοτεχνία ως δραστηριότητα για την παραγωγή όπλων, οικιακών σκευών και κοσμημάτων. Η εμφάνιση της μεταλλοτεχνίας σήμανε για τον άνθρωπο το πέρασμα στην εποχή του πολιτισμού.
 
Τα πρώτα αντικείμενα φτιαγμένα από [[χαλκός|χαλκό]] βρέθηκαν στην [[Μεσοποταμία]], στην περιοχή του σημερινού [[Ιράκ]] και χρονολογούνται από το 8700 π.Χ. Αρχαιολογικές έρευνες έχουν αποκαλύψει συστηματικές καμινεύσεις μεταλλευμάτων στην [[Μικρά Ασία]] που χρονολογούνται από την πέμπτη χιλιετία π.Χ. Πρόκειται για την ύστερη ''[[Εποχή του Λίθου]]'', που είναι γνωστή ως η ''[[Χαλκολιθική Εποχήπερίοδος]]''.
 
Πολύ αργότερα, γύρω στο 3200 με 2800 π.Χ., ο άνθρωπος πέρασε στη λεγόμενη ''[[Εποχή του Χαλκού]]'', όταν ανακάλυψε πώς να παράγει [[κρατέρωμα]] (μπρούτζος) με την ταυτόχρονη αναγωγή (καμίνευση) μεταλλευμάτων [[χαλκός|χαλκού]], [[κασσίτερος|κασσίτερου]] και [[αρσενικό|αρσενικού]]. Από το 2000 π.Χ μέχρι το 1500 π.Χ. ο [[χαλκός]] και ο [[ορείχαλκος]] διαδόθηκαν στη ΒΔ [[Ευρώπη]], την [[Ινδία]] και την [[Κίνα]]. Στην προκολομβιανή [[Αμερική]], η μετάβαση στην [[Εποχή του Χαλκού]] έγινε γύρω στο 2000 π.Χ. στη [[Νότια Αμερική|Νότιο Αμερική]] ([[Άνδεις]]) και μόλις περί το [[600]] μ.Χ. στην [[Κεντρική Αμερική|Κεντρική]] και [[Βόρεια Αμερική|Βόρειο Αμερική]]. Τέλος, η [[Δυτική Αφρική]] εισήλθε στην [[Εποχή του Χαλκού]] πολύ αργότερα, γύρω στο [[900]] μ.Χ. Ο [[χαλκός]] και το [[κρατέρωμα]] χρησίμευσαν πάρα πολύ για την παρασκευή όπλων και αντικειμένων καθημερινής χρήσης, καθώς και στην Τέχνη. Πάρα πολλά αρχαία αγάλματα φτιάχθηκαν από [[κρατέρωμα]] με την τεχνική της χύτευσης σε καλούπια γεμάτα με κερί.
Ο άνθρωπος ανακάλυψε το [[σίδηρος|σίδηρο]] για πρώτη φορά σε [[μετεωρίτης|μετεωρίτες]] και άρχισε να τον χρησιμοποιεί για διακοσμητικούς σκοπούς στην [[Αίγυπτος|Αίγυπτο]] και τη Σουμερία ([[Μεσοποταμία]]) γύρω στο 4000 π.Χ. Πολλά χρόνια αργότερα, γύρω στο 2500 π.Χ., οι [[Χετταίοι]] της [[Μικρά Ασία|Μικράς Ασίας]] άρχισαν να φτιάχνουν όπλα και άλλα αντικείμενα από [[χάλυβας|χάλυβα]] που παρήγαγαν με αναγωγή σιδηρομεταλλευμάτων με άνθρακα χωρίς να μεσολαβήσει τήξη. Σύντομα, ο σίδηρος μεταδόθηκε και στην [[Αίγυπτος|Αίγυπτο]], με την οποία οι [[Χετταίοι]] είχαν καλές εμπορικές σχέσεις. Γύρω στο 1000 π.Χ., η παραγωγή και η χρήση του σιδήρου είχε γίνει γνωστή στην [[Ελλάδα]] και την [[Ινδία]].
 
[[Εικόνα:AMI - Bienen von Malia.jpg|220px|left|thumb|''Οι μέλισσες από τα Μάλια''. Χρυσό περίαπτο της [[Μινωικός πολιτισμός|Μεσομινωικής περιόδου]], πλάτος 4,6 εκ., 1700–1550 π.Χ. Φυλάσσεται στο Αρχαιολογικό Μουσείο [[Ηράκλειο|Ηρακλείου]].]]
Με την μετάβαση του ανθρώπου από την [[Εποχή του Χαλκού]] στην ''[[Εποχή του Σιδήρου]]'', η μεταλλοτεχνία έλαβε ακόμα μεγαλύτερη σημασία. Οι καλοί [[μεταλλουργία|μεταλλουργοί]] γνώριζαν όχι μόνον πώς να παράγουν [[σίδηρος|σίδηρο]] από σιδηρομεταλλεύματα, αλλά και πώς να δουλεύουν το [[μέταλλο]] που παρήγαγαν (σπογγώδης [[σίδηρος]]), ώστε να το διαμορφώνουν στο επιθυμητό σχήμα και να του δίνουν την απαραίτητη σκληρότητα. Αυτό το πετύχαιναν με ενανθράκωση της επιφανείας του σπογγώδους [[σίδηρος|σιδήρου]] εν θερμώ, οπότε ο [[σίδηρος]] γίνονταν [[χάλυβας]], και κατόπιν με «''[[βαφή (μεταλλουργία)|βαφή]]»'' (απότομη ψύξη) του ερυθροπυρωμένου μετάλλου. Πολύ καθαρός [[χάλυβας]] με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα (1,5% κ.β.) άρχισε να παράγεται στη Νότιο [[Ινδία]] και την [[Σρι Λάνκα]] γύρω στο 300 π.Χ. Ο ινδικός [[χάλυβας]], γνωστός στα [[αγγλική γλώσσα|αγγλικά]] ως ''wootz steel'', χρησίμευσε για την παραγωγή των [[Άραβες|αραβικών]] [[δαμασκηνό σπαθί|δαμασκηνών σπαθιών]], τα οποία ήταν φόβος και τρόμος για τους [[Σταυροφορίες|Σταυροφόρους]] (1000&ndash;1400 μ.Χ.)<ref>J.D. Verhoeven, A.H. Pendray, and W.E. Dauksch, "The key role of impurities in ancient Damascus steel blades." [http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/9809/Verhoeven-9809.html ''JOM'', vol. 50, no. 9, pp. 58&ndash;68].</ref>.
 
[[Εικόνα: Hephaistos_Thetis_Antikensammlung_Berlin_F2294.jpg|right|180px|thumb|Ο Ήφαιστος παραδίδει τα νέα όπλα του Αχιλλέα στη Θέτιδα. Παράσταση σε ερυθρόμορφο αττικό κύλικα, 490 με 480 π.Χ. Φυλάσσεται στο Παλαιό Αρχαιολογικό Μουσείο του [[Βερολίνο|Βερολίνου]].]]
Ο [[χρυσός]] και ο [[άργυρος]] ήταν επίσης γνωστά μέταλλα από την αρχαιότητα. Ο χρυσός πρωτοχρησιμοποιήθηκε από αρχαίους Θράκες στη σημερινή [[Βουλγαρία]] γύρω στα 4000 π.Χ. Αργότερα άρχισαν να τον χρησιμοποιούν οι [[Σουμερία|Σουμέριοι]] (3000 π.Χ.) και οι [[Αίγυπτος|Αιγύπτιοι]] (2500 π.Χ.) για την παραγωγή κοσμημάτων. Οι τελευταίοι άρχισαν χρησιμοποιούν τον χρυσό και ως ανταλλάξιμο είδος, ως χρήμα δηλαδή. Γύρω στο 600 π.Χ. έκαναν την εμφάνισή τους και τα πρώτα νομίσματα, αρχικά στην [[Λυδία]] της [[Μικρά Ασία|Μικράς Ασίας]] και από εκεί στην [[Ιωνία]] και στον υπόλοιπο ελληνικό κόσμο. Τον ίδιο καιρό, δηλαδή γύρω στο 600 π.Χ., εμφανίστηκαν επίσης και τα πρώτα νομίσματα στην [[Κίνα]] και την [[Ινδία]]. Τα πρώτα νομίσματα ήταν φτιαγμένα από ''ήλεκτρο'', ένα φυσικό [[κράμα]] [[χρυσός|χρυσού]]&ndash;[[άργυρος|αργύρου]] σε αναλογία 55:45 με μικρές προσμείξεις [[χαλκός|χαλκού]] (1&ndash;2% κ.β.). Τα νομίσματα είχαν πολύ μεγάλη αξία: ο [[Λυδία|λυδικός]] ''στατήρ'', που ζύγιζε 14,1 g και ήταν φτιαγμένος από ήλεκτρο, αντιστοιχούσε στον μηνιαίο μισθό ενός στρατιώτη ή σε δέκα αργυρά νομίσματα.
 
[[Εικόνα: Hyperryron-Manuel I-sb1965.jpg|220px|rightleft|thumb|Χρυσό βυζαντινό νόμισμα που κόπηκε στην Κωνσταντινούπολη περί το 1143 με 1152 μ.Χ., την εποχή του [[Μανουήλ Α'|Μανουήλ Α΄ Κομνηνού, του Πορφυρογέννητου]].]]
Εκτός από το [[χαλκός|χαλκό]], το [[σίδηρος|σίδηρο]], το [[χρυσός|χρυσό]] και τον [[άργυρος|άργυρο]], τα άλλα τέσσερα μέταλλα της αρχαιότητας ήταν ο [[υδράργυρος]], ο [[μόλυβδος]], ο [[κασσίτερος]] και ο [[ψευδάργυρος]]. Ο [[υδράργυρος]] ήταν το αγαπημένο μέταλλο των [[αλχημεία|αλχημιστών]], ενώ κάποια φυσικά ορυκτά του χρησίμευαν ως συντηρητικά ή χρωστικές ουσίες. Ο [[μόλυβδος]] εξορύσσονταν μαζί με τον [[άργυρος|άργυρο]], αλλά η αξία του ήταν μηδαμινή μέχρι που οι [[Ρώμη|Ρωμαίοι]] άρχισαν να τον χρησιμοποιούν για την κατασκευή σωλήνων ύδρευσης. Όσο για τον [[κασσίτερος|κασσίτερο]] και τον [[ψευδάργυρος|ψευδάργυρο]], τα δύο αυτά μέταλλα ήταν μάλλον γνωστά ως [[κράμα|κραματικά]] ορυκτά και όχι ως ξεχωριστά μέταλλα.
 
Η μεταλλοτεχνία ως τέχνη ήκμασε σε περιόδους οικονομικής και πολιτιστικής ακμής, όπως π.χ. κατά την κλασική αρχαιότητα (5ος &ndash; 4ος αι. π.Χ.), κατά την ελληνιστική και ρωμαϊκή εποχή (3ος αι. π.Χ. &ndash; 4ος αι. μ.Χ.), κατά την [[Αναγέννηση]] (15ος αι. μ.Χ.), κατά την περίοδο της βιομηχανικής επανάστασης (18ος &ndash; 19ος αι.), κ.λπ. Δεν πρέπει να αγνοηθεί επίσης το γεγονός ότι η μεταλλοτεχνία ήκμασε και σε πολιτισμούς λιγότερο γνωστούς, όπως π.χ. στην [[Άπω Ανατολή]] και στην Προκολομβιανή [[Αμερική]].
 
===Η μεταλλοτεχνία στον ελλαδικό χώρο===
Η μεταλλοτεχνία στον ελλαδικό χώρο έχει μεγάλη παράδοση, που ξεκινά από την [[Χαλκολιθική Εποχήπερίοδος|Χαλκολιθική περίοδο]] και φτάνει έως τις ημέρες μας. Στα βυζαντινά και κατόπιν στα οθωμανικά χρόνια, μεγάλη φήμη απέκτησαν οι αργυροχρυσοχόοι (''χρυσικοί'', ''ασημιτζήδες'', ''κουγιουμτζήδες'' ή ''τζογελιέρηδες'') της [[Κωνσταντινούπολη|Κωνσταντινούπολης]], των [[Ιωάννινα|Ιωαννίνων]], της [[Στεμνίτσα|Στεμνίτσας]] και άλλων [[Βαλκάνια|βαλκανικών]] πόλεων<ref name="korre">Κατερίνα Κορρέ-Ζωγράφου, ''Χρυσικών έργα 1600&ndash;1900. Συλλογή Κ. Νοταρά''. Ελληνικό Λαογραφικό και Ιστορικό Αρχείο, Αθήνα 2002. ISBN 9602011580.</ref>. Οι αργυροχρυσοχόοι της Τουρκοκρατίας είχαν ειδικά προνόμια και ήταν οργανωμένοι σε συντεχνίες οι οποίες ονομάζονταν ''ισνάφια'', ''εσνάφια'' ή ''ρουφέτια''. Πολλά δείγματα αργυροχρυσοχοΐας της εποχής εκείνης σήμερα φιλοξενούνται σε μουσεία σε όλον τον [[Βαλκάνια|βαλκανικό χώρο]].
[[Εικόνα: Hyperryron-Manuel I-sb1965.jpg|220px|right|thumb|Χρυσό βυζαντινό νόμισμα που κόπηκε στην Κωνσταντινούπολη περί το 1143 με 1152 μ.Χ., την εποχή του [[Μανουήλ Α'|Μανουήλ Α΄ Κομνηνού, του Πορφυρογέννητου]].]]
Η μεταλλοτεχνία στον ελλαδικό χώρο έχει μεγάλη παράδοση, που ξεκινά από την Χαλκολιθική Εποχή και φτάνει έως τις ημέρες μας. Στα βυζαντινά και κατόπιν στα οθωμανικά χρόνια, μεγάλη φήμη απέκτησαν οι αργυροχρυσοχόοι (''χρυσικοί'', ''ασημιτζήδες'', ''κουγιουμτζήδες'' ή ''τζογελιέρηδες'') της [[Κωνσταντινούπολη|Κωνσταντινούπολης]], των [[Ιωάννινα|Ιωαννίνων]], της [[Στεμνίτσα|Στεμνίτσας]] και άλλων [[Βαλκάνια|βαλκανικών]] πόλεων<ref name="korre">Κατερίνα Κορρέ-Ζωγράφου, ''Χρυσικών έργα 1600&ndash;1900. Συλλογή Κ. Νοταρά''. Ελληνικό Λαογραφικό και Ιστορικό Αρχείο, Αθήνα 2002. ISBN 9602011580.</ref>. Οι αργυροχρυσοχόοι της Τουρκοκρατίας είχαν ειδικά προνόμια και ήταν οργανωμένοι σε συντεχνίες οι οποίες ονομάζονταν ''ισνάφια'', ''εσνάφια'' ή ''ρουφέτια''. Πολλά δείγματα αργυροχρυσοχοΐας της εποχής εκείνης σήμερα φιλοξενούνται σε μουσεία σε όλον τον [[Βαλκάνια|βαλκανικό χώρο]].
 
 
Στη βιομηχανία υπάρχει και η συνεχής χύτευση, η οποία εφαρμόζεται για την παραγωγή πλατέων ή μακρών προϊόντων, όπως δοκοί (μπιγιέτες) και πλινθώματα ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], slabs) [[χάλυβας|χάλυβα]], [[αλουμίνιο|αλουμινίου]] και [[χαλκός|χαλκού]]. Επειδή η χύτευση συνδέεται με πολύπλοκα φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας και αλλαγών φάσεων, σήμερα η χύτευση θεωρείται ξεχωριστός τομέας της [[μεταλλογνωσία|μεταλλογνωσίας]].
 
 
===Μηχανικές διεργασίες===
[[Εικόνα:mm_processes_EL.png|220px180px|right|thumb|Σκαριφήματα που δείχνουν τις αρχές της έλασης (1), της διέλασης (2), της ολκής (3) και της σφυρηλασίας (4) μετάλλων και κραμάτων.]]
Οι μηχανικές διεργασίες έλαση, διέλαση και ολκή χρησιμοποιούνται για παραγωγή πλατέων ή επιμηκών προϊόντων μικρής διατομής, συνήθως σε βιομηχανική κλίμακα<ref>Π. Γ. Πετρόπουλος, ''Μεταλλουργία''. Ίδρυμα Ευγενίδου, Οργανισμός Εκδόσεως Διδακτικών Βιβλίων, Αθήνα 1996.</ref>.
 
''Έλαση'' ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], rolling) είναι η τεχνική της επίπεδης ή κυλινδρικής μορφοποίησης μετάλλου ή κράματος με προώθηση μέσα από μία σειρά κυλίνδρων (ράουλα) που το συμπιέζουν ώστε να ελαττωθεί το πάχος ή η διάμετρός του. Έτσι παράγονται μεταλλικά φύλλα, μορφοσίδηρος (σιδηροτροχιές και δοκοί διαφόρων διατομών), ράβδοι οπλισμού σκυροδέματος (μπετόβεργες), κ.λπ. Η έλαση γίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες (εν θερμώ) ή σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες (εν ψυχρώ).
 
''Διέλαση'' ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], extrusion) είναι η τεχνική μορφοποίησης μετάλλου ή κράματος με συμπίεση με έμβολο μέσα από μήτρα (οπή) μικρής διαμέτρου ή μικρού πάχους. Η διέλαση χρησιμοποιείται πολύ στην παραγωγή μορφοράβδων (προφίλ) [[αλουμίνιο|αλουμινίου]], χαλκοσωλήνων, κ.λπ. Με διέλαση χρησιμοποιώντας ως λιπαντικό τηγμένο γυαλί, παράγονται και χαλύβδινοι σωλήνες χωρίς ραφή (συσκευή Mannesmann).
''Επιμετάλλωση'' είναι η επικάλυψη της επιφάνειας ενός μεταλλικού αντικειμένου με κάποιο άλλο μέταλλο για περισσότερη αντοχή στη [[διάβρωση]] ή και για λόγους αισθητικούς.
 
Η πιο διαδεδομένη τεχνική επιμετάλλωσης είναι ο ''[[γαλβανισμός]]'', δηλ. η επικάλυψη του [[χάλυβας|χάλυβα]] με [[ψευδάργυρος|ψευδάργυρο]], για την αποφυγή της ταχείας [[διάβρωση|διάβρωσης]] του υποκείμενου [[χάλυβας|χάλυβα]]. Ο [[γαλβανισμός]] μπορεί να γίνει με εμβάπτιση του [[χάλυβας|χάλυβα]] σε λουτρό τηγμένου [[ψευδάργυρος|ψευδαργύρου]] (''θερμός γαλβανισμός'') ή με [[ηλεκτρόλυση]] σε υδατικό διάλυμα [[ψευδάργυρος|ψευδαργύρου]] (''ηλεκτρογαλβανισμός''). Ο θερμός [[γαλβανισμός]] σε τήγμα [[ψευδάργυρος|ψευδαργύρου]] δίνει πιο παχύ στρώμα επικάλυψης και καλύτερη προστασία από τη [[διάβρωση]].
 
Μια άλλη παλιά τεχνική επιμετάλλωσης είναι και το ''[[γάνωμα]]'', δηλ. η επικάλυψη της εσωτερικής επιφάνειας χάλκινων σκευών με [[κασσίτερος|κασσίτερο]] (καλάι) για λόγους αισθητικής και υγιεινής<ref>Δημοτικό Σχολείο Σαπών, «Γανωτής», 2 Μαρτίου 2005. URL: [http://dim-sapon.rod.sch.gr/ekdos_cd-rom/epagelmata/ganotis/ganotis.htm http://dim-sapon.rod.sch.gr/ekdos_cd-rom/epagelmata/ganotis/ganotis.htm]. (Ανακτήθηκε στις 22 Φεβρ. 2010.)</ref>.
 
Άλλες τεχνικές επιμετάλλωσης είναι η επινικέλωση, η επιχρωμίωση, η επαργύρωση, η επιχρύσωση κ.λπ. Συχνά το ίδιο αντικείμενο επιμεταλλώνεται με από περισσότερα από ένα μέταλλα έτσι ώστε τα στρώματα της επιμετάλλωσης να έχουν μεγαλύτερη αντοχή. Π.χ. ο [[χαλκός]] πρώτα επινικελώνεται ηλεκτρολυτικά, επειδή το [[νικέλιο]] κολλάει καλύτερα στο [[χαλκός|χαλκό]], και κατόπιν επιχρωμιώνεται (πάλι ηλεκτρολυτικά) επειδή το [[χρώμιο]] δίνει πιο λεία επιφάνεια από το [[νικέλιο]].
 
===Συγκολλήσεις===
[[Εικόνα:SMAW.welding.af.ncs.jpg|220px180px|right|thumb|Ηλεκτροσυγκόλληση με ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου.]]
Η πιο γνωστή διεργασία συγκόλλησης μετάλλων είναι η συγκόλληση με τοπική τήξη, η οποία αποκαλείται και ''συγκόλληση υψηλών θερμοκρασιών'' ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], welding)<ref>S. Kou, ''Welding Metallurgy''. Wiley-Interscience, Hoboken, New Jersey 2003. ISBN 0471434914.</ref>. Γύρω από τη ζώνη της συγκόλλησης, η θερμοκρασία ξεπερνά πολύ τους 1100°C, τα μέταλλα τήκονται και έτσι συνδέονται σθεναρά μεταξύ τους. Για τη συγκόλληση υψηλών θερμοκρασιών, χρησιμοποιείται μέταλλο σύνδεσης με την ίδια σύσταση με τα μέταλλα προς συγκόλληση. Σε άλλες περιπτώσεις, δεν χρησιμοποιείται καθόλου μέταλλο σύνδεσης, οπότε πρόκειται για ''αυτογενή συγκόλληση''.
 
Οι συγκολλήσεις υψηλών θερμοκρασιών χρησιμοποιούνται ευρέως για τον κοινό [[χάλυβας|χάλυβα]], τους [[ανοξείδωτος χάλυβας|ανοξείδωτους χάλυβες]], τα κράματα [[νικέλιο|νικελίου]], κ.ά.
 
[[Εικόνα:Brazing practice.jpg|220px180px|rightleft|thumb|Σκληρή κόλληση με φλόγα οξυασετυλίνης.]]
Εκτός από τις συγκολλήσεις υψηλών θερμοκρασιών, υπάρχουν και οι ''συγκολλήσεις μεσαίων θερμοκρασιών'' ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], brazing) και οι ''συγκολλήσεις χαμηλών θερμοκρασιών'' ([[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], soldering)<ref>G. Humpton and D.M. Jacobson, ''Principles of Soldering and Brazing''. ASM International, Materials Park, Ohio 1993. ISBN 0871704625.</ref>. Κατά τις συγκολλήσεις μεσαίων και χαμηλών θερμοκρασιών, τα μέταλλα προς συγκόλληση δεν τήκονται αλλά συνδέονται μεταξύ τους με άλλο [[κράμα]] χαμηλού σημείου τήξεως.
 
[[Εικόνα:Brazing practice.jpg|220px|right|thumb|Σκληρή κόλληση με φλόγα οξυασετυλίνης.]]
Συγκολλήσεις μεσαίων θερμοκρασιών (450&ndash;1100°C) ή ''σκληρές κολλήσεις'' γίνονται σε κράματα [[χαλκός|χαλκού]], [[νικέλιο|νικελίου]], [[αλουμίνιο|αλουμινίου]], πολύτιμων μετάλλων, κ.λπ. Ως συγκολλητικό υλικό χρησιμοποιείται κράμα παρόμοιας σύστασης, αλλά με πιο χαμηλό σημείο τήξης. Οι σκληρές κολλήσεις γίνονται συχνά σε αδρανή ατμόσφαιρα ή υπό κενό, ώστε να μην οξειδωθεί η συγκόλληση.
 
+ (<i>σ</i><sub>3</sub> &ndash; <i>σ</i><sub>1</sub>)<sup>2</sup>]/2 &lt; <i>σ<sub>y</sub></i><sup>2</sup>
</div>
όπου <i>σ</i><sub>1</sub>, <i>σ</i><sub>2</sub> και <i>σ</i><sub>3</sub> είναι οι τρεις κύριες συνιστώσες των θλιπτικών/εφελκυστικών τάσεων που ασκούνται στο σώμα, και <i>σ<sub>y</sub></i> είναι το όριο διαρροής όπως αυτό προσδιορίζεται από απλή δοκιμή εφελκυσμού.
 
Η πλαστική παραμόρφωση των μετάλλων συνδέεται άμεσα με τις δομικές ατέλειες στους κρυστάλλους. Οι ατέλειες μπορεί να είναι γραμμικές ή και σημειακές, όμως η παραμόρφωση των μετάλλων συνδέεται με τη μετατόπιση γραμμικών ατελειών. Η παραμόρφωση με ολίσθηση τελείων κρυσταλλικών επιφανειών είναι εξαιρετικά δύσκολη και θεωρητικά απαιτούνται διατμητικές τάσεις της τάξης των 3 με 30 GPa. Στην πράξη, για την παραμόρφωση μεταλλικών μονοκρυστάλλων με ολίσθηση απαιτούνται διατμητικές τάσεις της τάξης των 0,5 με 10 GPa. Τούτο εξηγείται από το ότι ακόμα και οι μονοκρύσταλλοι περιέχουν δομικές ατέλειες και η ολίσθηση συμβαίνει σ' αυτά τα σώματα πολύ εύκολα με μετακίνηση των δομικών ατελειών. Ένας άλλος σημαντικός μηχανισμός παραμόρφωσης είναι η διδυμία. Οι κρυσταλλικές ατέλειες πολλαπλασιάζονται εύκολα υπό την επιρροή εξωτερικών τάσεων.
Οι κρυσταλλικές ατέλειες παίζουν επίσης μεγάλο ρόλο στη μεταβολή των μηχανικών ιδιοτήτων των μετάλλων. Όταν το μέταλλο πάθει κάποια πλαστική παραμόρφωση, η σκληρότητά του αυξάνει. Το φαινόμενο αυτό αποκαλείται ''[[ενδοτράχυνση]]'' ή ''εργοσκλήρυνση'', και οφείλεται στο γεγονός ότι οι γραμμικές κρυσταλλικές ατέλειες μετατοπίζονται και παγιδεύονται στα όρια κόκκων. Όσο πιο λεπτομερής ο κόκκος του μετάλλου, τόσο πιο πολλά τα όρια, και τόσο πιο εύκολη είναι η παγίδευση των ατελειών. Η παγίδευση των ατελειών μπορεί να γίνει και με προσθήκη προσμίξεων ή κραματικών στοιχείων που δημιουργούν κατακρημνίσματα, δηλ. μικρούς κόκκους, που λειτουργούν ως παγίδες ατελειών στα όρια των μεταλλικών κρυστάλλων.
 
Ενδοτράχυνση μπορεί να συμβεί και με τη δημιουργία νέων ατελειών. Ο μαρτενσιτικός μετασχηματισμός στο [[χάλυβας|χάλυβα]] με «[[βαφή (μεταλλουργία)|βαφή]]») επιφέρει ενδοτράχυνση εξαιτίας της διδυμιακής δομής του [[μαρτενσίτης|μαρτενσίτη]], της μεγάλης πυκνότητας γραμμικών ατελειών και της παγίδευσης των ατελειών από άτομα άνθρακα.
 
Ένα μέταλλο μπορεί επίσης να πάθει αστοχία εξαιτίας της γήρανσης, δηλαδή από την συχνή αλλαγή στην τιμή και την κατεύθυνση των τάσεων που ασκούνται σ' αυτό. Σήμερα πολλά από αυτά τα φαινόμενα εξετάζονται με αναλύσεις [[πεπερασμένα στοιχεία|πεπερασμένων στοιχείων]].
Όταν ένα όλκιμο μεταλλικό σώμα υποβάλλεται σε δοκιμή εφελκυσμού, μετά από κάποια τιμή τάσης, το σώμα λεπταίνει, παρουσιάζει λαιμό, εμφανίζονται σ' αυτό μικροκενά και ρωγματώσεις, και τέλος, επέρχεται θραύση. Σύμφωνα με το ''πρότυπο Griffith'', στα ψαθυρά μέταλλα, η θραύση επέρχεται την εμφάνιση και τη μετατόπιση ρωγμής<ref name="dieter"/>.
 
Η θραύση χαρακτηρίζεται ανάλογα με την κρυσταλλική αστοχία (διάτμηση ή διάρρηξη κρυσταλλιτών), ανάλογα με την επιφάνεια θραύσης (ινώδης ή κοκκώδης) και ανάλογα με την τάση θραύσης (όλκιμη ή ψαθυρή). Στην πράξη, η θραύση των μετάλλων παρατηρείται με δοκιμές αντοχής ή εφελκυσμού, με μεταλλογραφικό μικροσκόπιο ή και με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (''θραυστογραφία'',· [[αγγλική γλώσσα|αγγλ.]], ''fractography''). Η αντοχή των μετάλλων μπορεί να εκτιμηθεί επίσης και με δοκιμές σκληρότητας.
 
Η θερμοκρασία έχει σημαντική επίδραση στη θραύση των μετάλλων. Όλα τα μέταλλα είναι όλκιμα, αλλά γίνονται ψαθυρά κάτω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η οποία είναι χαρακτηριστική για κάθε μέταλλο. Το [[βολφράμιο]] γίνεται ψαθυρό σε θερμοκρασία κάτω από 100°C. Ο [[σίδηρος]] γίνεται ψαθυρός σε θερμοκρασία κατώτερη από –225°C. Μέταλλα που κρυσταλλώνονται στο χωροκεντρικό κυβικό σύστημα ([[σίδηρος|Fe]], [[ταντάλιο|Ta]], [[βολφράμιο|W]], [[μολυβδαίνιο|Mo]]) μετατρέπονται απότομα από όλκιμα σε ψαθυρά με μείωση της θερμοκρασίας. Αντιθέτως, μέταλλα που κρυσταλλώνονται στο εδροκεντρικό κυβικό σύστημα ([[νικέλιο|Ni]]) παρουσιάζουν σταδιακή μετάβαση από την όλκιμη στην ψαθυρή συμπεριφορά με μείωση της θερμοκρασίας.
 
==Βλ. επίσης==
* [[Μεταλλουργία]]
* [[Μεταλλογνωσία]]
 
==Εξωτερικές συνδέσεις==
* [http://www.ageofimmortals.com/shop1/index.php?main_page=page&id=13&chapter=0 «Παραδοσιακή μεταλλοτεχνία»]
*[http://dim-sapon.rod.sch.gr/ekdos_cd-rom/epagelmata/ganotis/ganotis.htm Δημοτικό Σχολείο Σαπών, «Γανωτής»], 2 Μαρτίου 2005. (Ανακτήθηκε στις 22 Φεβρ. 2010.)
 
==Παραπομπές==
474

επεξεργασίες