Domande Tecnologie dei materiali - Terza parte

Topografia e rugosità

La topografia di una superficie è la deviazione del profilo rispetto a una superficie perfettamente piana. La

rugosità influenza: contatto fra superfici; attrito usura; fatica e sensibilità dell’intaglio; conducibilità

termica ed elettrica per contatto; resistenza alla corrosione; processi di verniciatura; rivestimenti.

Caratteristiche ed applicazioni delle leghe di alluminio

L’alluminio e le sue leghe sono caratterizzate da una bassa densità, conduttività elettrica e termica

elevate, resistenza alla corrosione in alcuni ambienti comuni, tra cui quell’atmosferico. La resistenza

meccanica dell’alluminio può essere aumentata attraverso la lavorazione a freddo o l’aggiunta di elementi

di lega, diminuendo però la resistenza di corrosione. I principali elementi alliganti sono il rame, magnesio,

silicio e lo zinco. L’aggiunta degli elementi di lega è in grado di modificare le proprietà dell’alluminio. La

maggior parte delle leghe di alluminio vengono deformate per deformazione plastica. Le applicazioni delle

leghe di alluminio-rame sono per costruzione aeronautiche e spaziali, grazie alla loro elevata resistenza

fatica; alluminio-magnesio per trasporti, stoccaggio di genere alimentari; leghe alluminio-silicio per i

metalli di apporto per saldature. Il suo trattamento termico è l’invecchiamento che serve per aumentare

la durezza, dopo non possono essere saldati. Esistono due diversi tipi di processi: invecchiamento per

precipitazione o invecchiamento per deformazione al freddo.

Caratteristiche ed applicazioni delle leghe di rame

Il rame ha un’alta conducibilità elettrica e termica, è di facilità di formatura e deformabilità, ha una bassa

resistenza meccanica, migliorabile con l’incrudimento. Caratteristiche meccaniche, fino a basse

temperature; buona resistenza a corrosione; facilità di elettrodeposizioni; facilità di giunzione per

saldatura e brasatura. le leghe di rame posseggono caratteristiche meccaniche, miglior colabilità, miglior

resistenza alla corrosione e molto facile da lavorare. Le leghe di lame di maggiore interesse possono

essere suddivise in: ottoni, classificabili in base alla loro concentrazione di zinco in: ottoni alfa rossi, ottoni

alfa gialli, ottoni alfa + beta; bronzi; metalli bianchi. Le leve di zinco possono essere utilizzate per fili

elettrici, molle, supporti per fusibili, ingranaggi, bigiotteria.

Caratteristiche ed applicazioni delle leghe di titanio

Il metallo puro ha una densità relativamente bassa ed un elevato punto di fusione. Ha un’alta resistenza,

resiste bene a corrosione e viene utilizzata in molti ambienti chimici. Il titanio ad alte temperature si

combina con l’ossigeno, l’azoto, idrogeno, il carbonio e il ferro. Viene applicato nel settore aeronautico,

aerospaziale e militare, nei trasporti, nella bioingegneria. Il metallo puro rispetto alle leghe ha una

resistenza meccanica inferiore, una migliore resistenza corrosione, minor costo e miglior la lavorabilità.

Possiamo trovare: leghe titanio alfa*, leghe di titanio alfa*+beta*, leghe titanio beta*.

Caratteristiche ed applicazioni delle ghise

Le ghise sono una famiglia di leghe ferrose, esse non possono essere deformate a freddo e a caldo, ma

viene colata nelle forme finali desiderate. Hanno un tenore di carbonio tra il 2 e il 4% e un contenuto di

silicio tra 1 e il 3%. Possono essere presenti altri elementi di lega per controllare o modificare le proprietà.

Sono facilmente fusibili, sono molto fluidi allo stato liquido, e solidificano con un ritiro basso o moderato

sia durante la solidificazione che durante il raffreddamento. Hanno un ampio campo di valori di resistenza

meccanica e di durezza e sono facili da lavorare alle macchine utensili. Possono essere legate per ottenere

elevate resistenza all’usura, all’abrasione e alla corrosione. Le ghise hanno resilienza e duttilità

relativamente basse, hanno un costo basso. Possiamo trovare quattro tipi di leghe: ghise bianche, ghise

grigie, ghise sferoidali, ghise malleabili.

Caratteristiche ed applicazioni degli acciai

Gli acciai sono leghe di ferro e carbonio e possono contenere anche altri elementi di lega. Si dividono in:

acciai di base: sono ottimizzati in modo da migliorare la proprietà alle quali sono destinati. Acciai di

qualità: saldabilità, tenacità, stampabilità, resistenza alla corrosione atmosferica. Acciai speciali da

costruzione: alta resistenza meccanica e non saldabili. Acciai da bonifica: temprati e rinvenuti per

sopportare sforzi, urti e vibrazioni. Acciai autotemprati. Acciai da cementazione: per componenti soggetti

a usura. Acciai da nitruzione. Acciai per molle. Acciai da utensili. Acciai inossidabili.

Possiamo avere tre diverse strutture: ferritica, martensitica e austenitica.

Tecnologie di fabbricazione di un manufatto costituito da un polimero termoindurente

Questi manufatti vengono fatti fluire nello stampo, pressati e riscaldati in modo da avere la reticolazione.

Di solito sono prodotte attraverso lo stampaggio. Abbiamo diversi tipi di stampaggio: stampaggio per

compressione: si chiude lo stampo e si applica pressione e calore in modo che il materiale diventi viscoso

e si adatti alla forma dello stampo. Stampaggio per trasferimento: processo che deriva dalla pressofusione

dei metalli. Stampaggio ad iniezione: consente di produrre pezzi con geometria elevata e buona finitura in

poco tempo. Colata: il materiale plastico fuso viene versato in uno stampo e lasciato solidificare.

Stampaggio rotazionale: inserito il polimero, lo stampo viene chiuso e riscaldato e posto in rotazione.

Tecnologie di fabbricazione di un manufatto costituito da un polimero termoplastico

Questi manufatti vengono riscaldati a T>Tg, poi formatura e raffreddamento. Questo ciclo può essere

ripetuto infinite volte, ma tendono a degradare le proprietà. Vengono prodotti per: stampaggio ad

iniezione: la quantità necessaria di un materiale granulare scende attraverso la tramoggia di alimentazione

ed è poi spinta da un pistone in un cilindro per raggiungere la camera di riscaldamento dove il materiale

viene fuso e poi raggiunge la cavità dello stampo, la pressione viene mantenuta fino a quando l’oggetto da

stampare non è solidificato. Estrusione: i granuli di materia plastica vengono immessi in un cilindro al cui

interno è presente una vite rotante. Soffiatura: viene usato di solito per bottiglie e contenitori. Stampaggio

rotazionale: inserito il polimero, lo stampo viene chiuso riscaldato e posto in rotazione. Colata: il materiale

plastico fuso viene versato in uno stampo e lasciato solidificare. Calandratura: il polimero estruso viene

fatto passare attraverso coppie di cilindri contro pareti che riducono lo spessore. Termoformatura: una

lastra riscaldata a T>Tg è forzata a pressione contro le pareti di uno stampo.

Tecnologie di fabbricazione di un manufatto costituito da polimeri termoplastici ad alta e bassa

complessità di forma

Le principali tecnologie per la lavorazione di polimeri termoplastici ad alta complessità di forma sono

stampaggio a iniezione e colata reattiva. Stampaggio ad iniezione: i granuli di materia vengono messi in un

cilindro al cui interno è presente una vite rotante. Colata reattiva: i monomeri e le resine spesso sono fluidi

e possono essere inseriti in uno stampo dove polimerizzano o reticolano.

Le principali tecnologie per la lavorazione di polimeri termoplastici a bassa complessità di forma sono:

estrusione, stampaggio per soffiatura, termoformatura, calandratura e stampaggio rotazionale.

Estrusione: i granuli di materia plastica vengono immessi in un cilindro al cui interno è presente una vite

rotante. Stampaggio per soffiatura: una preforma è riscaldata e posta i