Appunti Metallurgia Meccanica

Metallurgia Meccanica

1. La Struttura dei Metalli (1^a parte)

Cio' che contraddistingue il metallo e' la combinazione tra la resistenza e la tenacità; infatti in natura esistono metalli più resistenti dell'acciaio (il quale e' quello più utilizzato) ma sono poco o niente duttili; ovvero il materiale ha una duttilità sufficiente a deformarsi.

La caratteristica fondamentale dei metalli e' che sono dei solidi cristallini, ovvero gli atomi occupano posizioni reciprocamente ben definite, tanto che posso descriverle con modelli geometrici, detti: reticoli cristallini.

• I punti, ovvero atomi, sono disposti, in 3D, in una configurazione periodica.
• La struttura più piccola che posso identificare e' la cella unitaria, che ripetuta forma un reticolo.

Ipotizziamo 3 piani paralleli diversi; escludendo questi ultimi e lasciando gli atomi, otteniamo una serie di atomi su un solo piano. Prendiamo come origine un punto e tracciamo un vettore che giunga in 2 punti vicini di modulo "a" per la direzione "x" e di modulo "b" per la direzione "y". Infine traccio il terzo asse (z⁺) che giunge su un punto di un piano diverso (c e' la distanza tra i punti): ottengo un sistema di riferimento, che, se ripetuto, costituisce una cella unitaria. Le lunghezze a, b, c e gli angoli α, β, γ però non sempre sono uguali ed esistono diverse configurazioni: (ne ho 7).

• Cubic (a=b=c): es. ferro, rame, alluminio
• Tetragonale (a=b≠c): es. martensite
• Ortorombico (a≠b≠c)
• Monoclino (a≠b≠c)
• Triclino (a≠b≠c)
• Esagonale (a=b≠c): es. magnesio, titanio (puro) Esagoni perfetti dovunque possibile

Non esistono metalli perfettamente cubici; poiché gli atomi si trovano o al centro del cubetto o sulla faccia. Un esempio e' il ferro, un metallo allotropico (con temperatura diverse cambia forme). Ho quindi i cosiddetti reticoli di Bravais, il cubo e' la forma primitiva a corpo centrato oppure a faccia centrato. Il tetragonale ha la forma primitiva o corpo centrato, mentre per l'ortogonale vi e' solo il primitivo.

METALLURGIA MECCANICA

1. LA STRUTTURA DEI METALLI (1a parte)

Ciò che contraddistingue il metallo è la combinazione tra la RESISTENZA e la TENACITÀ; infatti in natura esistono metalli più resistenti dell'acciaio (il quale è quello più utilizzato) ma sono poveri o exenti di tenacità, ovvero il materiale ha una duttilità sufficiente a deformarsi.

La caratteristica fondamentale dei metalli è che sono dei SOLIDI CRISTALLINI, ovvero gli atomi occupano posizioni reciprocamente ben definite, tanto che posso descriverle con modelli geometrici detti: RETICOLI CRISTALLINI.

• I punti, ovvero atomi, sono disposti, in 3D, in una configurazione periodica.
• La struttura più piccola che posso identificare è la CELLA UNITARIA, che ripetuta forma un reticolo.

Ipottiziamo 3 piani paralleli diversi; escludendo questi ultimi e lasciando gli atomi, otteniamo una serie di atomi su un solo piano. Prendiamo come origine un punto e tracciamo i vettori che giungono in 2 punti vicini di modulo "a" per la direzione "x" e di modulo "b" per la direzione "y". Infine traccio il terzo asse "z" (e che giunge su un punto di un piano diverso ("c" è la distanza tra i punti): ottengo un sistema di riferimento, che, se ripetuto, costituisce una cella unitaria. Le lunghezze a,b,c e gli angoli "a,β,γ" però non sempre sono uguali tra di loro; infatti esistono diverse configurazioni (ripasso 7).

Non esistono metalli perfettamente cubici; poiché gli atomi si trovano o al centro del cubetto o sulla faccia; un esempio è il ferro; un metallo allotropico (con temperatura diverse cambia forme). Ho quindi i cosiddetti RETICOLI DI BRAVAIS e il cubo fa la forma primitiva a corpo centrato oppure a facce centrate. Il tetragonale ha la forma primitiva o corpo centrato, mentre per l'esagonale vi è solo il primitivo.

- Esistono 2 tipi di impacchettamento degli atomi: chiuso adorato (dove c'è, più spazio vuoto)

- Fi spazi piccoli (dei triangoli) servono a far posizionare altri atomi sopra:

- Per la configurazione cubica a facce centrate avremo strato A / strato B / strato C / strato A

- La quantità di materia in una celle cubica e la seguente: 8 atomi sui vertici (8 x = 1) e 6 atomi sulle facce (6 x = 3) per un totale di 4 atomi.

2. La struttura dei metalli (2^nda parte)

- Conoscendo la struttura cristallografica, e possibile calcolare la densita teorica di un metallo:

- Considerando un celle unitaria, con annesso sistema di riferimento xyz, trovo un vettore di lunghezza più corta o più lunga rispetto alle sue capacita di entrare nel cubetto ed ottengo un punto P (il vettore , con vettore):

- Lo stesso processo di indicizzazione si può applicare nello spazio: si ottiene un indice di Miller (211)

es.

[₁/₂, 1/2, b/2] c1/2, 1/2, 1[1, 1, 2]

-₂a/2, b/2, c[1, 2, 1]

o:₃,-₁a/2, b/2, c0, -₁a/2, 1[0, 1, 2]

1, 1, ₁̅4, 1, ₁̅/2(2, 2, 1)

1, ₁̅, 14, 1̅, 4,