Teknik metalurgi adalah bidang teknik yang didedikasikan untuk bekerja dengan logam. Ini mencakup area termasuk ekstraksi logam dari bumi, pemurnian bijih logam, dan desain dan produksi bahan yang terbuat dari campuran logam, yang disebut paduan logam. Ini sangat penting untuk bidang-bidang seperti manufaktur dan konstruksi, serta beragam barang konsumsi dengan komponen logam.
Bidang teknik ini umumnya dibagi menjadi dua bidang, metalurgi ekstraktif dan metalurgi fisik. Dalam metalurgi ekstraktif, teknik metalurgi digunakan untuk mengekstrak dan memurnikan logam yang ditambang dari bumi. Logam hampir selalu ditemukan bercampur dengan bahan lain dalam endapan mineral yang disebut bijih daripada sendiri dan sering dalam senyawa kimia daripada dalam bentuk unsur murni. Sebelum logam ini dapat digunakan, mereka harus terlebih dahulu dikeluarkan dari bijih.
Ini dapat dilakukan dengan sejumlah metode yang berbeda, tergantung pada bijih yang bersangkutan. Bijih dapat dipanaskan untuk menyebabkan perubahan fisik dan reaksi kimia dalam bijih. Agen kimia dapat diterapkan untuk menyebabkan reaksi kimia dalam senyawa yang mengandung logam. Bijih dapat dilarutkan dalam air yang dipanaskan sampai meleleh sehingga logam dapat diisolasi melalui proses listrik. Setelah logam tidak lagi bergabung secara kimia dengan elemen lain, logam tersebut kemudian dimurnikan untuk memurnikannya secara fisik. Semua metode ini bergantung pada pengetahuan teknik metalurgi.
Setelah logam diperoleh dari lingkungan melalui metalurgi ekstraktif, metalurgi fisiklah yang menggunakannya. Salah satu aplikasi utama dari teknik metalurgi adalah pembuatan paduan logam dengan menggabungkan logam dengan logam lain atau bahan bukan logam. Paduan dapat memiliki sifat yang berbeda dari bagian penyusunnya, dan berbagai macam paduan telah dibuat untuk menyediakan bahan untuk tugas yang berbeda. Paling umum, zat penyusun paduan dicampur dengan memanaskannya sampai meleleh dan kemudian mencampurnya bersama-sama dan membiarkan campuran mendingin dan memadat. Cara lain dari bahan paduan juga dimungkinkan, seperti mencampurnya dalam bentuk bubuk padat dan kemudian memasukkannya ke panas dan tekanan yang besar untuk menggabungkannya.
Paduan tersebut kemudian dapat mengalami sejumlah proses perlakuan berbeda yang mengubah sifat mekaniknya tanpa mengubah komposisi kimianya. Proses ini bisa mekanis, mengubah struktur kristal paduan dengan menerapkan kekuatan untuk menyebabkan stres mekanik. Mereka juga dapat melibatkan pemanasan paduan, karena proses seperti menahan paduan pada suhu tinggi untuk waktu yang lama atau memanaskannya dan kemudian dengan cepat mendinginkannya lagi dengan merendamnya dalam air dingin atau minyak juga dapat mempengaruhi struktur kristal di mana atom-atom paduan tersebut tersusun. Rekayasa metalurgi menerapkan pengetahuan ilmiah tentang karakteristik berbagai campuran zat dan efek fisik dari perlakuan yang berbeda untuk merancang proses produksi untuk membuat paduan yang paling cocok untuk aplikasi tertentu.
Dengan demikian, teknik metalurgi merupakan pusat industri produksi logam seperti pembuatan baja. Hal ini sangat penting untuk bidang terkait seperti konstruksi bangunan, desain kendaraan seperti mobil dan pesawat terbang, dan proyek teknik sipil seperti jembatan. Selain itu, teknik metalurgi sangat penting untuk pembuatan industri banyak barang modal dan konsumen.
Contoh pengerjaan logam tertua yang diketahui berasal dari sekitar 7,000 SM, ketika manusia mulai menggunakan senjata dan peralatan primitif yang terbuat dari tembaga. Pada 6,000 SM, manusia menggunakan api untuk melebur bijih yang mengandung tembaga untuk membuat logam yang lebih murni. Paduan buatan manusia pertama yang diketahui berasal dari 3,800 SM, ketika pekerja logam di Timur Tengah mulai memadukan timah dan tembaga untuk membuat perunggu, bahan yang jauh lebih efektif untuk senjata dan peralatan yang secara radikal akan membentuk perkembangan peradaban. Orang-orang di berbagai belahan dunia menemukan proses metalurgi dasar secara mandiri. Peristiwa ini mendahului gagasan teknik sebagai disiplin profesional atau ilmiah khusus selama ribuan tahun, tentu saja, tetapi inti penting dari teknik metalurgi — menggunakan pengetahuan logam untuk mengekstrak, membentuk, dan mengubahnya untuk digunakan manusia — hadir.