Tecnologie di produzione

Riassunto di TDP, Prof. Romoli

Studente: Fabrizio di Pietrangelo

COMPARATORE

Utilizzato per calcolare lo spostamento di un oggetto rispetto ad un altro, oppure per la verifica della planarità o ortogonalità tra due superfici, o ancora per la verifica della cilindricità rispetto ad un asse. Ha una risoluzione pari al centesimo di millimetro. Viene azzerato ponendolo sui blocchetti Johansson (posti ad una dimensione pari a quella nominale) e girando la ghiera si imposta lo zero facendolo coincidere con la lancetta.

ALESAMETRO

Utilizzato per comparare i fori. In genere viene azzerato mediante anello di azzeramento: si incastra il tastatore nell'anello e si procede con il basculamento nel foro fino a quando non si rileva la quota minima. Una volta fatto ciò si muove la ghiera per far coincidere lo zero con la quota minima.

CALIBRO PASSA NON PASSA

Esistono da interni o da esterni e servono a valutare il diametro di fori o il diametro di esterni. Hanno il...

difetto di essere molto costosi.

RIASSUNTO DI TDP, PROF. ROMOLI

Studente: Fabrizio di Pietrangelo

4. CENNI ALL STRUTTURA DEI MATERIALI METALLICI

Visto che in questo corso andremo a lavorare termicamente i materiali, occorre studiare un minimo ciò che accade all'interno della struttura che compone il materiale.

C'è da sapere che nei solidi gli atomi non sono in movimento, ma è loro consentita solo la vibrazione derivante dal movimento degli elettroni. Dunque, è l'energia potenziale (forze di attrazione) a prendere il sopravvento e a formare il reticolo. Quando la temperatura cresce molto, gli elettroni di un corpo solido vibrano così forte da far ritrasformare l'energia potenziale in cinetica (il corpo passa allo stato liquido).

Le sostanze solide possono presentarsi allo stato:

• Amorfo: atomi e molecole occupano lo spazio in modo disordinato;
• Cristallino: atomi disposti ordinatamente e legati a determinate posizioni. Questo reticolo

può avere diverse possibilità di simmetria. Considerando una porzione del reticolo cristallino, la più piccola possibile tale da mantenere ancora tutte le caratteristiche di simmetria del cristallo, otteniamo una cella elementare. Ci sono diverse strutture cristalline:

• Materiale monocristallino: la cella unitaria si ripete in tutto il materiale (l'unico in natura è il diamante);
• Materiale policristallino: è formato da un insieme di regioni cristalline dette grani cristallini a diversa orientazione.

La formazione dei cristalli avviene durante il passaggio dei metalli dallo stato liquido a solido. Il fenomeno prende il nome di cristallizzazione e ha inizio spontaneo da più punti della massa liquida; in questi punti, che si dicono nuclei di cristallizzazione, gli atomi rallentano e si dispongono casualmente con una certa simmetria o addirittura secondo una forma prossima a quella di una cella elementare. In seguito, i nuclei captano altri atomi.

ed i cristalli si accrescono ordinatamente fino a quando non interferiscono tra loro andando a formare i bordi. A questo punto la crescita si arresta.

Ci sono casi in cui si ha scambio termico in una direzione preferenziale e i nuovi cristalli seguono nuove direzioni andando a creare una struttura dendritica. Questo può andare ad influenzare le proprietà meccaniche del materiale.

Il fatto che a volte i grani siano disposti in modo non ordinato, oppure che possano rimanere impurità bloccate nei bordi, fa si che si verifichi il fenomeno dell'anisotropia: una struttura reticolare, seppur perfetta, presenta proprietà fisiche e meccaniche diverse a seconda delle direzioni o dei piani di riferimento considerati. Queste direzioni dipendono dai piani a maggiore densità atomica visto che gli scorrimenti preferenziali avvengono proprio sui questi piani. Questi piani possono variare per via di vari difetti che possono esserci nel reticolo.

֍ Abbiamo difetti

Puntuali in cui la struttura del reticolo differisce da quella teorica a causa di:

• Presenza di atomi estranei (sostituzionali se si trovano in posizione normale di reticolo, interstiziali se sono interni al reticolo)
• Disordine con il quale gli atomi si dispongono nel reticolo e possibile vacanza di atomi nel reticolo.

A seguire ci sono anche difetti di linea: le dislocazioni. Le dislocazioni sono imperfezioni lineari formate durante la crescita dei cristalli o a seguito di sollecitazioni esterne. La presenza delle dislocazioni spiega come mai lo sforzo tangenziale per provocare lo scorrimento secondo i piani preferenziali risulta molto inferiore rispetto allo sforzo calcolato usando l'energia di legame.

Infine, troviamo i difetti più complessi: quelli di superficie. In questi casi i grani cristallini crescono riproducendo la disposizione di celle elementari ma con orientamento differente tra loro.

limite elastico. Allo stesso tempo diminuiscela deformabilità (duttilità e malleabilità), la resilienza.I metalli puri non presentano i requisiti richiesti per l’impiego tecnico. Sarà necessario inserire nel metallopuro alti metalli per modificarne profondamente le proprietà. Si ottengono le leghe metalliche.Allo stato solido le leghe presentano tre tipi di forme cristalline:

• Cristalli misti o soluzioni solide: il solvente è il metallo e i soluti sono gli elementi di alligazione. Leforze di attrazione sono le medesime tra atomi uguali e atomi diversi;
• Composti intermetallici: sono a concentrazione fissa tipo A B come formula chimica. Le forze dix yattrazione sono maggiori tra atomi diversi.
• Cristalli eutettici: sono miscugli di solidi a due fasi in cui le forze di attrazione sono minori tra atomidiversi.

Per capire che differenza c’è nell’ottenimento di una lega binaria rispetto alla solidificazione di un

1. Completa solubilità allo stato solido

Quando i due componenti sono solubili nello stato solido e sono capaci di dar luogo alla formazione di cristalli misti, il diagramma di equilibrio

Il testo formattato utilizzando tag html è il seguente:

La solidificazione ha inizio in t2 con la formazione di cristalli misti di soluzione solida, tra t2 e t3 la temperatura non è costante e abbiamo la coesistenza di liquido e solido, a t3 si ha la completa formazione del solido.

2) Insolubilità allo stato solido

I due componenti non sono solubili allo stato solido e cristallizzano ciascuno per contro proprio dando luogo a cristalli di corpi semplici. Raffreddando una lega di composizione X, la solidificazione avrà inizio nel punto C con la deposizione di un cristallo di A puro. Nel punto D avremo una certa quantità di A che si è depositata; il liquido rimanente risulta più povero di A e più ricco di B, tanto è vero che la sua concentrazione è rappresentata del punto DL. Col proseguire del raffreddamento il liquido si concentra sempre di più di B, fino ad F dove il liquido ha concentrazione E e vi è la comparsa di una nuova fase, cioè

dicristalli puri di B. La solidificazione prosegue a temperatura costante dando luogo ad un aggregato finissimo di cristalli di A e di B che prende il nome di eutettico; similmente il punto E nel diagramma si dice punto eutettico. La lega che ha il punto di fusione più basso è quella con la composizione eutettica. Un eutettico fonde a T costante e la sua curva di raffreddamento è uguale a quella di un metallo puro. RIASSUNTO DI TDP, PROF. ROMOLI

Studente: Fabrizio di Pietrangelo

3) Scomparsa della solubilità

A volte i componenti di una lega binaria sono solubili allo stato solido e danno luogo a cristalli misti solo al di sopra di una certa temperatura mentre non sono solubili a temperature inferiori. Raffreddando una lega di composizione X si ha che la solidificazione ha inizio nel punto 1 e termina nel punto 2 sotto forma di cristalli misti. Nel punto 3 la soluzione solida inizia a decomporsi segregando il costituente A per cui nel punto 4 avremo un po' di soluzione

solida e un po' di Asegregato. Nel punto 5 si separa dalla soluzioneanche il componente B con la formazione di una finissima miscela detta eutettoide.La soluzione solida residua che ha raggiunto la concentrazione del punto S si trasforma in eutettoide.

Adesso vediamo il diagramma Fe-C. Questo diagramma ci serve per individuare i campi di esistenza degliacciai e delle ghise.

Le temperature in ordinata si arrestano a 500 °C e da questo punto si traccia l'asse delle ascisse, ciò sta ad indicare che da 500 °C a temperatura ambiente non avvengono più variazioni otrasformazioni nella lega binaria. Inoltre il diagramma si arresta a percentuali di Cdi 6,7% C: per percentuali più elevate si otterrebbero ghise molto dure ma molto fragili, assolutamente inadatte alle varie applicazioni tecniche delle costruzionimeccaniche.

Si notano inoltre i campi di esistenza delle tre soluzioni solide: ferrite(Fe-α), austenite(Fe-γ),