Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Nedir? Çalışma Alanları Nelerdir?

Metalurji ve malzeme mühendisliği günümüzde kimya, makine, inşaat, uzay-uçak, elektrik-elektronik, çevre ve tıp alanlarına yayılmış çok disiplinli bir bilim ve teknoloji dalı olarak gelişmesini sürdürmekte ve verimlilik, enerji ve hammadde üçlüsü ile uyum içinde olan üretim süreçlerinin sektöre kazandırılmasında önemli rol oynamaktadır. Son yıllarda metalurji ve malzeme mühendisliğindeki gelişmeler, genel olarak metalurjik proseslerin optimizasyonu, nümerik simülasyon ve modelleme üzerine yoğunlaşırken, çevresel metalurji uygulamalarında da, çevre kirliliğine yol açmayacak nitelikte atılabilir atık üretmek, de-metalize edilmiş (metal iyonlarından arındırılmış) çözeltiyi kullanılabilir su halinde sisteme geri döndürme şeklinde atık su de-metalizasyonu, ikincil kaynakların yeniden değerlendirilmesine yönelik reaktör ve proseslerin tasarımı (ve geliştirilmesi) gibi konular önde gelmektedir.

Enerji yoğun işletmelerin başında yer alan elektro-metalürji uygulamalarında ise, sonlu elemanlar yöntemiyle hücre dizaynlarında yapılan iyileştirmeler, kullanılan elektrot malzemelerinin yeniden tasarımı ve geliştirilmesi gibi konular önem kazanmaktadır. Yüksek kaliteye ve üstün özelliklere sahip karmaşık şekilli parçaların, toz metalürjisi yöntemleriyle istenilen toleranslarda ve minimum kayıpla ekonomik olarak imalinde önemli rol oynayan, nano boyutta toz ve toz karışımlarının hidro- ve/veya elektro-metalurjik yöntemlerle üretiminin yanı sıra, soy metaller metalurjisi içinde yer alan ve insan sağlığına zarar vermeyen altın ve altın alaşımlarının geliştirilmesi ve üretimleri de günümüz metalürji bilimi gündeminin ilk sıralarında karşımıza çıkmaktadır.

İnsanlık tarihini taş devrinden tunç devrine, oradan da demir devrine ulaştıran Metalurji “sanat”ı, bugün temel bilimlere dayalı ve çağdaş medeniyetin kuruluş ve gelişmesine büyük katkıları olan Metalurji ve malzeme mühendisliği mesleği adı altında bilimsel ve teknolojik bakımdan geniş bir alanı kapsar hale gelmiştir.

Tarihi açıdan metal, önceleri doğal halinde kullanılmış ve bu da nabit metallerin şekillendirilmesiyle mümkün olmuştur. İlk kullanılan nabit metaller, bakır ve altındır. Metalurjinin tarihi ile Anadolu medeniyetlerinin tarihsel gelişimi neredeyse özdeştir. Arkeolojik bulgular, bakır üretiminin ilk kez Anadolu ve İran topraklarında başladığını göstermektedir. Bakırı işlemek suretiyle, mızraklar ve çeşitli silahlar yapan insanoğlu daha sonraki yıllarda bakır ve kalayı karıştırarak bakırdan daha sert bir alaşım elde etmiştir. Anadolu’da kalay bulunmadığı için Hititler, bakır ile arseniği alaşımlandırmak suretiyle yeni bir alaşım bulmuşlar ve bu gelişmeler de tunç çağının başlangıcına yol açmıştır. Aynı şekilde ilk demir üretimi de MÖ 1500 yıllarında yine Anadolu’da gerçekleşmiştir.

Dünya’da Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Türkiye’de yaygın olarak kullanılan malzeme ve metalürji bölümlerinin ismi birçok ülkede MALZEME BİLİMİ ve MÜHENDİSLİĞİ olarak değiştirilmiştir. Özellikle Amerika Birleşik Devletleri’nde bu isim altında bir bölüm yoktur. Önceleri metalurji mühendisliği adı altında kurulan bölümler zamanla metalurji ve malzeme (Türkiye’de halen kullanılan) daha sonra malzeme ve metalurji (Birleşik Krallık) ve son olarak da malzeme bilimi ve mühendisliği (Amerika Birleşik Devletleri) bölümleri olarak isim değişikliğine gitmişlerdir. Malzeme adı alt dallarından olan metalürjiyi kapsamasına rağmen ağırlıklı eğitimi göstermek adına metalurji ismi Türkiye’de halen kullanılmaktadır.

Türkiye’de Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Türkiye’de metalurji ve malzeme mühendisliği eğitimi metalurji mühendisliği adı altında İTÜ’de Maden Fakültesi’nde başlamıştır. Maden Fakültesi’nde 1957 yılında Üretim Metalurjisi ve Fiziksel Metalurji kürsüleri kurulmuş ve eğitimini ABD MIT’de tamamlamış olan Doç.Dr. Recep Safoğlu’nun fakülte bünyesine katılması ile Metalurji eğitimi başlatılmıştır.^[1] 1961-62 akademik yılında Maden Fakültesi bünyesindeki bu iki kürsü “Metalurji Bölümü” olarak organize edilmiş ve ilk Metalurji Mühendisliği eğitimi başlatılmıştır. O yıllarda 3. sınıfa geçmiş öğrencilerden bu bölüme ayrılanlar eğitimlerinin son iki yılını bu bölümde tamamlayarak 1963-64 yılında Metalurji Mühendisi olarak mezun olmuşlardır. 2012 yılı itibarı ile 25 Türk üniversitesinde bu bölüm adı altında yer alırken 5 üniversitemizde ise Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümü adı altında eğitim ve araştırma çalışmalarını sürdürmektedir..^[2] Metalurji ve Malzeme Mühendislerinin yasal meslek örgütü Metalurji Mühendisleri Odası’dır.

Öğretim Programı

Metalurji ve malzeme mühendisliği programında eğitim süresi 4 yıldır. Programda mühendisliğin diğer bütün dallarında olduğu gibi, fizik, kimya ve matematikle yakından ilişkili dersler vardır. Öğretimin birinci yılında temel bilimlere ilişkin dersler okutulurken ilerleyen yıllarda demir-çelik ve demir dışı metallerin üretimi, toz metalurjisi, tahribatsız malzeme muayeneleri, ısıl işlemler, alaşımlar gibi alana özgü konular, kuramsal ve uygulamalı olarak verilir. Ayrıca yaz stajı da zorunludur.

Metalurji ve malzeme mühendisliği programında eğitim görmek isteyenlerin özellikle analitik düşünme ve tasarım yeteneklerine sahip olması, kimya, fizik, matematik ve yerbilimlerine ilgili ve bu alanlarda iyi yetişmiş olmaları gerekir.

Alınan Ünvan ve Yapılan İşler

Bu programı bitirenler “Metalurji ve Malzeme Mühendisi veya Malzeme Bilimi ve Mühendisi” unvanını alırlar. Metalurji ve malzeme mühendisleri (veya malzeme bilimi ve mühendisleri), herhangi bir malzemenin üretimi için gerekli planları yapar ve uygulanmasını denetlerler. Ayrıca, mühendislik tasarım gurubunun üyesi olarak, malzeme seçme, önerme ve kullanımının denetimi gibi görevlerinin yanı sıra özel amaçlara yönelik malzemeler tasarlarlar.

Metalurji ve malzeme mühendisleri (veya malzeme bilimi ve mühendisleri), aşağıda belirtilen sanayi dallarında faaliyet gösteren kamu veya özel sektör kuruluşlarında çalışabilecekleri gibi kendi işlerini kurma imkânına da sahiptirler.

• Metal sanayi (Demir-çelik, demir-dışı metal üretim ve Döküm sanayi)
• Seramik sanayi (İleri teknoloji seramikleri, geleneksel seramikler ve cam)
• Polimer sanayi
• Yarı-iletken sanayi
• Kaplama Sanayi
• Savunma sanayi
• Makine imalat sanayi
• Otomotiv ve otomotiv yan sanayi
• Uçak ve gemi imalat sanayi
• Kaynak malzemeleri üretimi sanayi
• Metal şekillendirme ve işleme sanayi
• Yüzey işlemleri ve kaplama sanayi
• Elektrik-elektronik malzeme üretimi
• Manyetik malzeme üretimi
• Biomedikal malzeme üretimi
• Kalite kontrol ve gözetim şirketleri
• Tahribatsız muayene

Türkiye’de var olan çoğu metalurji (metal bilimi) mühendislikleri zamanla bilimsel ve teknolojik gelişmelere ayak uydurarak, disiplinleri genişletip Malzeme Bilimi ile entegre hale getirmişlerdir. Aynı zamanda bazı Seramik Mühendislikleri ise ya Metalurji Mühendisliği bölümleriyle birleştirme yoluyla ya da doğrudan Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine çevrilmiştir. Metalurji Bilimi, Malzeme Bilimi’nin alt dalıdır. Yeni açılan bölümlerde Malzeme Bilimi ve Mühendisliği diye geçmektedir. Ancak üniversitelerin programları farklılık gösterebilir yani Malzeme Bilimi’nin farklı alanlarına ağırlık verebilir; örneğin, metalürji, seramik, nanoteknoloji, biyomühendislik gibi..