Concetti Chiave
- Le proprietà chimico-fisiche dei metalli comprendono massa volumica, dilatazione termica, resistenza alla corrosione, temperatura di fusione, conduttività termica ed elettrica.
- I metalli leggeri hanno una massa volumica inferiore a 4 kg/dm^3, mentre quelli pesanti superano questo valore.
- La fusibilità determina la capacità di un metallo di formare pezzi sani e compatti senza difetti durante il processo di fusione.
- Le proprietà meccaniche dei metalli includono resistenza alla trazione, compressione, flessione, torsione, taglio, durezza e resistenza alla fatica.
- Malleabilità e duttilità sono capacità fondamentali dei metalli, rispettivamente di ridursi in lamine sottili e in fili sottili.
Proprietà chimico-fisiche dei metalli
Le proprietà dei metalli possono essere racchiuse in tre gruppi: quelle chimico-fisiche, quelle meccaniche e quelle tecnologiche.
Proprietà fisiche e chimiche:
• Massa volumica: misurata in kg/dm^3, è il rapporto tra la massa (in kg) e il volume (in dm^3). Sono metalli leggeri quelli con massa volumica minore di 4 kg/dm^3 (come l’alluminio), metalli pesanti gli altri;
• Dilatazione termica: i metalli subiscono un aumento di volume se riscaldati. Tra i metalli che si dilatano più facilmente, troviamo lo zinco e il piombo;
• Resistenza alla corrosione: è la proprietà di resistere al deterioramento superficiale, causato, per esempio, dalla ruggine o dagli acidi;
• Temperatura di fusione: è la temperatura necessaria per passare dallo stato solido allo stato liquido. Tra i metalli, ha il punto di fusione più elevato il tungsteno (3422 °C), quello più basso il mercurio, che fonde a una temperatura inferiore a 0 °C (-38 °C);
• Conduttività termica: è la proprietà di trasmettere il calore. I migliori conduttori di calore sono l’argento, il rame e l’oro;
• Conduttività elettrica: è la proprietà di trasmettere la corrente elettrica. I migliori conduttori di energia elettrica sono l’argento, il rame e l’alluminio.
Proprietà meccaniche dei metalli
Proprietà meccaniche:
• Resistenza alla trazione: un corpo è sollecitato a trazione quando una forza applicata su di esso tende ad allungarlo;
• Resistenza alla compressione: un corpo è sollecitato a compressione quando la forza applicata su di esso tende ad accorciarlo;
• Resistenza alla flessione: un corpo è sollecitato a flessione quando le forze applicate perpendicolari al suo asse tendono a curvarlo;
• Resistenza alla torsione: un corpo è sollecitato a torsione quando le forze applicate su di esso tendono a torcerlo;
• Resistenza al taglio: un corpo è sollecitato al taglio quando le forze applicate su di esso tendono a far scorrere uno sull'altro due piani vicini;
• Durezza: è la resistenza che un corpo oppone alla penetrazione di una punta;
• Resistenza alla fatica: è la resistenza dei materiali a sforzi variabili e ripetuti (ad esempio, quelli di una molla).
Proprietà tecnologiche dei metalli
Proprietà tecnologiche
• Fusibilità: è la proprietà di dare pezzi sani, compatti, senza difetti e alterazioni. Per esempio, sono facilmente fusibili la ghisa ed il bronzo, difficilmente fusibili l’acciaio ed il rame;
• Saldabilità: è la proprietà che ha un materiale di unirsi in un solo pezzo con un altro, anche diverso;
• Malleabilità: è la capacità di un materiale a ridursi in lamine sottili; in genere i materiali sono più malleabili a caldo che a freddo;
• Duttilità: è la capacità di un materiale a ridursi in fili sottili;
• Temprabilità: è la capacità di aumentare la propria durezza per mezzo di specifici trattamenti termici.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali proprietà chimico-fisiche dei metalli?
- Qual è il metallo con la temperatura di fusione più elevata?
- Cosa si intende per malleabilità e duttilità nei metalli?
- Quali sono le proprietà meccaniche più importanti dei metalli?
Le proprietà chimico-fisiche dei metalli includono la massa volumica, la dilatazione termica, la resistenza alla corrosione, la temperatura di fusione, la conduttività termica e la conduttività elettrica.
Il tungsteno ha il punto di fusione più elevato tra i metalli, a 3422 °C, mentre il mercurio ha il punto di fusione più basso, a -38 °C.
La malleabilità è la capacità di un materiale di ridursi in lamine sottili, mentre la duttilità è la capacità di ridursi in fili sottili. Entrambe le proprietà sono influenzate dalla temperatura.
Le proprietà meccaniche più importanti includono la resistenza alla trazione, alla compressione, alla flessione, alla torsione, al taglio, la durezza e la resistenza alla fatica.