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Estratto del documento
Materiali per il design, M.P., modulo 3
Capitolo 6 - Materiali metallici
6.1 - Caratteristiche generali
Sono composti da un solo elemento o, nel caso delle leghe, da più elementi
anche non metallici. Il legame metallico e la struttura con elettroni liberi
conferisce loro buone caratteristiche di conduzione termica ed elettrica.
Sono anche ri ettenti e lucenti e la presenza di dislocazioni li rende
deformabili plasticamente.
6.2 - Legame chimico e struttura cristallina
A temperatura ambiente si presentano allo stato solido con una struttura
ordinata (reticolo cristallino). Gli elettroni si muovono facilmente creando la
nuvola elettronica. Dall'interazione degli atomi con la nuvola elettronica
nascono i legami metallici che determinano le proprietà di questi materiali. Il
legame metallico è un legame forte e determina le elevate proprietà
meccaniche dei metalli. È adirezionale e cerca di riempire in modo e ciente
più spazio possibile assumendo strutture corrispondenti ai 3 reticoli più
compatti: cubico a facce centrate (c.f.c), esagonale compatto (e.c.) e cubico
a corpo centrato (c.c.c.). Alcuni metalli presentano strutture diverse a
seconda della temperatura (forme allotropiche).
6.3 - Difetti reticolari
• Difetti puntiformi → localizzati in una zona ridotta, coinvolgono pochi
atomi
• Difetti lineari → più estesi (es. dislocazioni)
ffi
fi
fl
• Difetti di super cie → ancora più estesi (bordi di grano)
6.3.1 - Difetti puntiformi e di di usione
Possono essere costituiti da:
• Vacanze: posizioni reticolari non occupate, facilitano i processi di di usione
• Atomi interstiziali: atomi che non occupano una normale posizione
reticolare
6.3.2 - Difetti lineari e deformazione plastica
La deformazione elastica (ovvero la distorsione del reticolo dovuta allo
spostamento degli atomi senza alterazione della struttura cristallina) avviene
quando la sollecitazione è inferiore al limite elastico del materiale. Quando la
sollecitazione viene meno, gli atomi riprendono la posizione originale.
Se lo sforzo supera il limite elastico si veri ca una deformazione plastica:
togliendo lo sforzo la parte di deformazione elastica viene recuperata,
mentre quella plastica rimane. La deformazione plastica tipica dei metalli è
assente nei materiali ceramici.
Lo sforzo necessario alla deformazione plastica nei metalli è molto più basso
rispetto a quello che servirebbe nel caso di un cristallo ideale (privo di
deformazioni).
Le dislocazioni sono i difetti formati da successioni di atomi posizionati in
punti che non coincidono con posizioni reticolari. Ne esistono di 2 tipi:
• Dislocazioni a spigolo
• Dislocazioni a vite
La possibilità di scorrimento degli atomi è facilitata dalle dislocazioni e
comporta la rottura un minor numero di legami atomici e quindi di uno sforzo
minore.
fi
ff
fi
ff
6.3.3 - Incrudimento
A seguito di uno sforzo elevato e di una deformazione permanente si veri ca
un aumento delle dislocazioni, le quali possono
Dettagli
SSD
Ingegneria industriale e dell'informazione
ING-IND/22 Scienza e tecnologia dei materiali
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher emm4vignol4 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Materiali per il design e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Milano o del prof Pedeferri Maria Pia.
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