Appunti Metallurgia delle lezioni del prof. Giovanardi

Metallurgia II

Acciai

Leghe base ferro → ^85% delle costruzioni ipereurisitiche.

Leghe base alluminio → Seconda classe che viene impiegato nelle costruzioni ipereurisitiche (soprattutto per alleggerimento).

Leghe base ferro → Tramite alligazione posso variare molto le caratteristiche della lega che spaziano in un ventaglio molto ampio → acciaio (solitamente) le più utilizzate.

Forme allotropiche del ferro

Parlando del metallo base Fe 1532 può trovarsi in diverse forme 1392 allotropiche (cioè in due reticoli) posso trovarlo:

• Fe-γ (CFC)
• Fe-α (CCC)

Da 273,15°C a 912°C è stabile Fe-α (ccc), poi a 912°C cambia la composizione reticolare del ferro passando a Fe-γ (CFC). A 1392°C diventa stabile il ferro δ Fe-δ (ccc), parametro reticolare del ccc del Fe δ è diverso da quello del Fe α.

Quindi il ferro ha tre forme allotropiche:

• Fe-α
• Fe-γ
• Fe-δ

Acciai nelle costruzioni ingegneristiche

Leghe base ferro → 85% delle costruzioni ingegneristiche.

Leghe base alluminio → Seconda classe che viene impiegato nelle costruzioni ingegneristiche (soprattutto per alleggerimento).

Leghe base ferro → Tramite allegazioni posso variare molto le caratteristiche della lega, che spaziano in un ventaglio molto ampio → le più utilizzate.

Fasi e soluzioni solide

Partiamo dal metallo base _Fe 1520°C. Può trovarsi in diverse forme allotropiche, cioè in due reticoli posso trovarlo:

• Fe-_δ (CCC)
• Fe-_γ (CFC)
• Fe-_α (CCC)

Da 273,15°C a 911°C è stabile Fe-_α (CCC), poi a 911°C cambia la composizione reticolare del ferro passando a Fe-_γ (CFC). A 1392°C diventa stabile il ferro _δ Fe-_δ (CCC), parametro reticolare del CCC del Fe-_δ è diverso da quello del Fe-_α.

Poi c'è la fase perolide. Non ci interesseranno i ferri puri, ma soprattutto le leghe poiché è troppo duttile (si deforma plasticamente troppo facilmente).

Lega A+B componenti della lega allo stato solido posso avere una completa o parziale miscibilità. Se ho completa miscibilità avrò soluzione solida:

• SS sostituzionali (se hanno i raggi atomici molto simili)
• SS interstiziali (dove gli atomi piccoli vanno ad occupare gli interstizi degli atomi grandi) creare distorsioni nel reticolo e avrà solubilità di B in A piccola
• Possono formare anche un composto dell'intermetallo fisso (es AB₂)

Leghe ferrose

Ferrite α - agisce (tende ad ampliare la fase α).

Ferrite γ - agisce (tende ad ampliare la fase γ).

Percentuale del legante. Il legante alfageno più potente è il cromo (Cr) poi abbina.

Il legante gammageno più potente è il nickel (Ni).

Lega Fe - C

Il carbonio ha un raggio atomico molto più piccolo del ferro, quindi saranno tutte soluzioni solide interstiziali.

Il reticolo cfc ha più interstizi disponibili per le C, in effetti la max solubilità è quasi 100 volte maggiore rispetto al reticolo ccc.

Oltre alle tre soluzioni solide Fe + C può formare anche un composto: Fe₃C cementite (carburo, sostanza abbastanza dura e fragile) ~2000 Nicker. Nella cementite c'è 6,67% di C in te.

Diagramma di stato Fe - C

Per interesse pratico studiamo il diagramma ferro - cementite. Queste fasi che possiamo avere sono: α, γ, L, Fe₃C.

Vediamo come leggere il diagramma. Oss_i il punto sul diagramma, posso trovare:

1. Num. fasi: 2 γ + L
2. Composizione delle fasi: traccio l'orizzontale al punto, punto toco la curva delle transizioni di fase scendo verticalmente e vedo la composizione delle fasi:
   • L → 4% C
   • γ → 2% C
3. Quantità di relativo: utilizzo la regola della leva. Per fare il punto bisogna fare la proporzione nel braccio:
   • % L = AB/BC*100
   • % γ = AC/BC*100 = 1 - % L

Curve di raffreddamento

Grafico che rappresenta il raffreddamento di una particolare lega a composizione data. Utilizzo il punto verde del diagramma di stato precedente.

T_e = te