Corso di Metallurgia - parte 1

Legame metallico e comportamento dei reticoli metallici

Il legame metallico è caratterizzato dalla delocalizzazione degli elettroni non partecipanti all'interno del reticolo. Questa interazione elettromagnetica tra elettroni e il reticolo cristallino conferisce ai metalli un comportamento isotropo, ovvero uguale in ogni direzione.

Reticolo cristallino e deformazione

La deformazione del reticolo avviene attraverso il scorrimento di taglio o salto reticolare, ed è formato da celle elementari che comprendono il reticolo metallico.

Tipi di reticoli metallici

• Centrato corpo cubico: Presenta un reticolo con atomi propri sui vertici e un atomo al centro del cubo. Le diagonali del cubo sono tangenti agli atomi. Il parametro reticolare è dato da 4√della cella a, con un APF totale nel volume pari a 0,68. Presenta lacune tetraedriche grandi.
• Centrato facce cubico: Possiede atomi propri disposti sui vertici e sugli spigoli delle facce del cubo, con diagonali delle facce tangenti agli atomi. Il parametro reticolare è 4√della cella a, con un APF di 0,74 e lacune ottaedriche grandi.
• Compatto esagonale: Contiene sei atomi propri, con un APF di circa 0,74. Questo tipo di reticolo offre una maggiore deformabilità, spiegando perché il metallo è più deformabile e presenta lacune più grandi.

Transizione ferromagnetica del ferro

Il reticolo cristallino del ferro presenta un punto di transizione ferromagnetica, dove avvengono trasformazioni al variare della temperatura. Queste trasformazioni, note come allotropiche, si verificano a punti critici come:

• 770°C
• 912°C
• 1394°C
• 1534°C

Difetti dei reticoli

I reticoli presentano difetti come:

• Punti di vacanza: Mancanza di atomi nel reticolo che portano a una resistenza incrementata.
• Atomi interstiziali: Atomi intrappolati nel reticolo che aumentano la resistenza.
• Sostanze estranee: Composti intrappolati nel reticolo, con dislocazioni coerenti o incoerenti lungo le linee.

Dislocazioni e deformazioni

Le dislocazioni di linea causano deformazioni plastiche del reticolo. Attraverso il movimento delle dislocazioni, il reticolo si deforma, mentre durante la laminazione a freddo, le dislocazioni si moltiplicano, bloccanosi davanti agli ostacoli e rendendo la deformazione più difficile.