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Guia Ilustrado de Inovação

Fundição


Metallurgy and smelting are perhaps some of the most important innovations in human history as they changed transportation, warfare, trade, agriculture, and more. Smelting and the working of metals provided a currency system and made the Industrial Revolution - from steam to electricity - possible.

Smelting
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Exemplo

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Desenvolvimento de Metalurgia e Fundição

A metalurgia, como é conhecida hoje, desenvolveu-se ao longo de um período de cerca de 6.500 anos. A invenção e o desenvolvimento subseqüente da metalurgia e da fundição passaram a ser invocados por civilizações para armas, ferramentas, instrumentos agrícolas, itens domésticos, decorações, etc. Os primeiros metais usados ​​eram ouro, prata e cobre, uma vez que estes ocorriam em sua natureza nativa ou metálica. Estado. As primeiras formas eram provavelmente pepitas de ouro encontradas na areia dos leitos dos rios. Os primeiros artefatos de cobre conhecidos foram encontrados no Iraque e datam de 8700 aC. Perto do fim da Idade da Pedra, esses metais foram usados ​​de forma decorativa e prática. Descobriu-se que o ouro poderia ser formado em pedaços maiores por meio de martelagem a frio, mas o cobre não podia. Começando por volta de 7000 aC, os povos neolíticos começaram a martelar o cobre em facas e foices grosseiras; Essas ferramentas duraram mais que ferramentas de pedra e foram igualmente eficazes. Egípcios fizeram armas de ferro meteórico de cerca de 3000 aC. Entre a Idade da Pedra e a Idade do Bronze, ocorreu um período transitório que recebeu o nome da combinação dos materiais cobre e pedra - o período Calcolítico.

As descobertas de que metais como o cobre poderiam ser extraídos de seu minério aquecendo o metal além de seu ponto de fusão e de que esses metais poderiam ser moldados pelo derretimento e moldagem em moldes foram essenciais para a Idade do Metal. O primeiro metal a ser fundido estava no antigo Oriente Médio e era provavelmente de cobre. Os primeiros artefatos conhecidos que foram moldados através de fusão e moldes são eixos de cobre dos Bálcãs que datam do 4º milênio aC. Fornos com correntes de ar forçadas foram inventados para atingir as altas temperaturas necessárias para a fundição. Os fornos foram alimentados com carvão até o século XVIII, quando o coque - um resíduo sólido formado pelo aquecimento de carvão betuminoso - foi introduzido na Inglaterra.

A próxima descoberta crítica foi que a combinação de cobre e estanho fazia um metal-bronze superior. A Sérvia usou cobre e estanho para fazer objetos de bronze, marcando o início da Idade do Bronze. Diferentes tipos de bronze foram feitos para diferentes propósitos, e a tecnologia de fundição se espalhou - provavelmente através de comércio e migração - do Oriente Médio para o Egito, para a Europa e China. Por volta de 2500 aC, uma técnica chamada brasagem - juntando metais derretendo e fluindo um metal de enchimento na junta - estava em uso, como evidenciado pelo vaso de ouro para a rainha Puabi, na cidade suméria de Ur. Há também vários exemplos dessa técnica de Tróia e Egito por volta dessa época. Essa técnica ainda está em uso hoje.

Embora não haja como identificar com exatidão o início da Idade do Ferro, artefatos de ferro datados de 2500 aC foram encontrados em túmulos de Hattic. Os estudiosos acreditam que os hititas inventaram o processo de extrair ferro de seu minério e formar um metal viável, embora pequenos pedaços de ferro tenham sido feitos naturalmente em fornos de fundição de cobre. Por volta de 1800 aC, a Índia começou a trabalhar com ferro e, aparentemente, a Roma Imperial considerou a Índia como excelentes trabalhadores de ferro fundido. A Anatólia estava fabricando armas de ferro em grande escala e, portanto, isso é considerado o verdadeiro começo da Idade do Ferro. Por volta de 1000 AEC, o trabalho com ferro foi introduzido na Europa e seu uso se espalhou para o oeste lentamente. A fabricação de ferro chegara à Grã-Bretanha na época da invasão romana, por volta de 55 aC. Embora algumas regiões ainda não tenham implementado a tecnologia, evidências indicam que outras regiões estavam usando processos de endurecimento para melhorar a nitidez das espadas, etc. Por esta época também, a África Oriental começou a trabalhar com o aço.

A martensita temperada foi encontrada na Galiléia, datando de aproximadamente 1200 aC. O revenimento aumenta a tenacidade das ligas, como aço e ferro fundido. Grandes quantidades de aço estavam sendo produzidas em Esparta em 650 aC e, por volta de 600 aC, o aço wootz estava sendo produzido na índia. As próximas centenas de anos viram muitos desenvolvimentos na indústria metalúrgica; Song, China criou um método para usar menos carvão em um alto-forno; os romanos melhoraram a organização e administração das minas; A Ásia oriental inventou o processo mais tarde chamado de processo Bessemer. A partir de 1623 dC, a Lei de Pascal impactou o tratamento térmico do metal, e as primeiras fundições de ferro foram instaladas no Reino Unido em 1700 dC. O forno elétrico a arco foi desenvolvido em 1907 AD. Muitos outros desenvolvimentos foram feitos, incluindo a publicação do conhecimento metalúrgico no livro De Re Metallica durante o século 16 por Georg Agricola, que é considerado o "pai da mineralogia". Hoje, algumas dessas técnicas ainda são usadas, embora muitos desenvolvimentos tenham sido feitos para modernizar o processo.


Exemplos dos efeitos da metalurgia / fundição

  • A descoberta do bronze marcou uma mudança tecnológica significativa na história humana.

  • A extração e o funcionamento do ferro foi um fator essencial para o sucesso dos filisteus.

  • Os desenvolvimentos na extração e no trabalho de metais forçaram o avanço de outras tecnologias, especialmente o uso de fogo e fornos.

  • Metais foram e continuam a ser usados ​​para moeda em todo o mundo.

  • A metalurgia levou à descoberta de fundição e mineração, que agora são enormes indústrias.

  • Transporte, guerra, agricultura, itens do dia a dia, construção - quase tudo - foram afetados e avançados pela metalurgia, tornando-se, talvez, um dos processos mais importantes já inventados.
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