Scienze dei materiali - risposte parte due

Come si misura la duttilità di un materiale

La duttilità rappresenta la capacità di deformazione di un materiale prima della definitiva rottura ed è l-lo/lo.

Trattamenti termici degli acciai

• Martellamento
• Laminazione a caldo
• Bonifica: consiste nel trattamento di tempra seguito da quello di rinvenimento
• Ricottura: consiste nel portare l’acciaio alla struttura austenitica ed in un raffreddamento lento; esistono due tipi di ricottura: ricottura completa e ricottura da lavorabilità
• Normalizzazione: dopo l’autenizzazione consiste in un raffreddamento dell’acciaio in aria calma. I suoi scopi sono di affinare i grani, aumentare la resistenza meccanica ed ottenere una struttura uniforme
• Trattamento di indurimento della superficie: l’obiettivo di questi trattamenti è quello di aumentare sia la durezza della superficie dell’acciaio che la duttilità ed ottenere una buona tenacità del cuore del pezzo. Abbiamo la cementazione che consiste nell’arricchimento della superficie con il carbonio. Può essere solida, liquida o gassosa. La nitrurazione consiste nell’arricchimento dell’acciaio in superficie con l’azoto, può avvenire in un bagno di sale, gassosa e ionica.

I vantaggi della nitrurazione sulla cementazione sono:

• Maggiore durezza superficiale
• Minore deformazione
• Invariabilità della durezza fino a 500 °C (contro 200 °C)

Gli svantaggi:

• Minore spessore dello strato indurito
• Costi elevati

Soluzioni solide

Una soluzione solida è una miscela di due o più sostanze allo stato solido. Ne esistono due tipi: sostituzionali e interstiziali.

• Sostituzionali: gli atomi del soluto costituiscono alcuni atomi del solvente. I diametri dei due atomi non devono differire più del 15%; devono avere la stessa struttura cristallina; la differenza di elettronegatività dei due atomi deve essere poca; devono avere valenza uguale o quasi uguale.
• Interstiziali: gli atomi del soluto entrano nel vuoto del solvente.

Perché la formazione di ettringite nel calcestruzzo è dannosa

Una presa rapida riduce l’incremento delle proprietà meccaniche; questo è contrastabile con l’aggiunta di gesso il quale rallenta la presa reagendo con gli alluminati e formando un sale (ettringite) che a sua volta forma una sorta di pellicola che rallenta la solubilizzazione degli alluminati. La quantità di gesso è regolata dalle normative e può arrivare ad un massimo di 7/8%. Una sua eccessiva somministrazione porterebbe ad un’elevata formazione di ettringite che potrebbe dar vita a fenomeni fessurativi a causa della sua azione di espansione.

Descrivere la microstruttura martensitica degli acciai

La martensite è una soluzione solida interstiziale del carbonio nella cella CCC del ferro. La sua microstruttura dipende principalmente dal tenore di carbonio che riscontriamo. Se l’acciaio contiene meno dello 0,6% di carbonio la martensite si dirà aciculare, ovvero formata da domini di aghetti. Per tenori superiori all’1,00% di carbonio parleremo di martensite a placchette; queste placchette sono ad alto contenuto di carbonio, hanno dimensioni variabili ed infine sono spesso circondate da austenite non trasformata. Per tenori tra 0,6% e 1,0% di carbonio la martensite presenterà una struttura mista.

Descrivere le condizioni per avere soluzioni solide sostituzionali

In esse gli atomi del soluto costituiscono alcuni atomi del solvente. Le condizioni sono: i diametri dei due atomi non devono differire più del 15%; devono avere la stessa struttura cristallina; la differenza di elettronegatività dei due atomi deve essere poca; devono avere valenza uguale o quasi uguale.

I cementi contengono una piccola quantità di gesso, perché?

Una presa rapida riduce l’incremento delle proprietà meccaniche; questo è contrastabile con l'aggiunta di gesso.