Appunti di Metallurgia Prof. Spigarelli_Cabibbo_Univpm.

Struttura dei Metalli

Reticolo → disposizione spaziale di atomi secondo una configurazione periodica, in modo che i vicini di ciascun atomo siano identici.

Cella Unitaria → suddivisione di un reticolo che mantiene le caratteristiche dell'intero reticolo.

Vari tipi di reticoli:

• cubico, CFC = cubo semplice + atomi per ogni faccia (contiene 4 atomi)
• CCC = cubo semplice + atomo centrato (contiene 2 atomi)
• tetag., tetrag. corpo centrale, esagonale (HCP)

Alcuni solidi metallici presentano comunque dei difetti nei reticoli:

Difetti di punto

• vacanza → mancanza di un atomo o più atomi
• presenze negli interstizi di atomi più grossi o più piccoli (atomo sostituzionale, atomo interstiziale)

Difetti di linea

• dislocazione → scompare un atomo in un piano e gli atomi dei piani sottostanti tendono a rincalzarsi.

Determina un allungamento con gradini (↑ la deformabilità dei metalli)

Però un numero sempre maggiore di dislocazioni rende più difficile la deformazione del materiale. Quindi per continuare a deformare il metallo devo aumentare la forza applicata → incrudimento

Grani → sono un insieme di tante porzioni di reticolo ognuna contenente i suoi difetti; inoltre ogn protone è orientato in modo diverso.

Bordo di Grano → zona di confine tra due diversi grani

Struttura dei Metalli

Reticolo → disposizione spaziale di atomi secondo una configurazione periodica, in modo che i vicini di ciascun atomo siano identici.

Cella Unitaria → suddivisione di un reticolo che mantiene le caratteristiche dell'intero reticolo.

Vari tipi di reticoli:

• cubico, CFC = cubo semplice + atomi su ogni faccia (contiene 4 atomi)
• CCC = cubo semplice + atomo centrato (contiene 2 atomi)
• tetragonale, tetrag corpo centrale, esagonale (HCP)

Alcuni solidi metallici presentano comunque dei difetti nei reticoli:

Difetti di punto

• vacanza → mancanza di un atomo o più atomi
• presenza negli interstizi di altri tipi di atomi più grossi o più piccoli (atomo sostituzionale, atomo interstiziale)

Difetti di linea

• dislocazione → scomparsa(a ≤ C, pi ≡ Fa) un atomo in un piano e gli atomi dei piani sottostanti tendono a ricollocarsi. Determina un allungamento co gradiva (ma da deformabilità del metallo)

Però un numero sempre maggiore di dislocazioni rende più difficile la deformazione del materiale. Quindi per continuare a deformare il metallo devo aumentare la forza applicata → incrudimento.

Grani → sono un insieme di tante porzioni di reticolo ognuna conteneto i suoi difetti, inoltre ogn porzione è orientata in modo diverso.

Bordo di Grano

Bordo di grano → zona di confine tra due diversi grani.

OA: tratto elastico lineare

• σ = Ε ε (deformazione)
• Ε = σ (sforzo) / ε (deformazione)

A: limite di proporzionalità

• fine della fase elastico lineare

AB: tratto elastico non lineare

B: limite di elasticità

• finisce la parte elastica e inizia quella plastica dove se scaricato il materiale non percorre più lo stesso percorso di carico, ma una retta parallela a quella iniziale

C: snervamento

• l'inizio della plasticità è solitamente legato allo snervamento il materiale mostra una zona di forte instabilità dove, al crescere della deformazione la tensione oscilla bruscamente attorno ad un valore medio costante

D: limite di resistenza

• corrisponde alla tensione nominale massima supportata; valore che caratterizza il materiale

E: limite di rottura

• corrisponde alla deformazione massima supportata dal materiale

La Solidificazione

Metalli Solidi

• struttura cristallina caratterizzata da legame metallico
• atomi con posizioni precise → reticolo cristallino

Metalli Liquidi

• no ordine nella struttura
• no struttura ripetitiva → no cristalli

Solidificazione avviene in due stadi:

1. NUCLEAZIONE → comparsa di piccolissimi cristalli nel liquido (N)
2. CRESCITA dei nuclei solidi (G)

• se il raffreddamento è lento → G > N → ^N/_G → basso = GRANi GROSSOLANI
• se il raffreddamento è rapido → N > G → ^G/_N → alto = GRANi FINI

EMBRIONE → NUCLEO → CRISTALLO nucleazione crescita

T | Ts - T

Liquido

LiQ. + Solido

Solido

Tempo

ΔT = Ts - Tsv =

Solidificazione avviene se ΔG = ΔGV + ΔGi < 0 se ΔG = Ø T=Ts e la soli