Appunti Fondamenti di chimica e materiali metallici

APPUNTI SUI MATERIALI METALLICI – SECONDA

PARTE AVANZATA

1. Proprietà fondamentali dei metalli

●​ Conducibilità termica ed elettrica: alta, dovuta alla

presenza di elettroni liberi nel reticolo metallico.

●​ Duttilità e malleabilità: capacità di deformarsi senza

rompersi.

●​ Tenacità: capacità di assorbire energia prima della

frattura.

●​ Resistenza alla corrosione: varia a seconda della

composizione chimica e della presenza di ossidi

superficiali.

●​ Densità e peso specifico: importante per applicazioni

aerospaziali e trasporti.

2. Microstruttura dei metalli

●​ La microstruttura determina molte proprietà

meccaniche.

●​ Componenti principali:​

○​ Grani cristallini: zone ordinate di atomi.

○​ Confini di grano: influenzano durezza e resistenza.

○​ Fasi multiple: come ferrite, austenite, martensite

negli acciai.

●​

●​ Invecchiamento dei metalli: modifica della

microstruttura nel tempo, può aumentare durezza o

causare fragilità.

3. Leghe metalliche avanzate

Leghe leggere

●​ Titanio: alta resistenza, leggero, resistente alla

corrosione, usato in aerospazio e protesi.

●​ Alluminio: leggero, buona resistenza alla corrosione,

ottimo per trasporti e strutture.

●​ Magnesio: molto leggero, usato in componenti

automotive e elettronici.

Leghe ad alta resistenza

●​ Acciai legati: acciaio con aggiunta di cromo, nichel,

molibdeno; migliore resistenza e tenacità.

●​ Superleghe: resistenti a temperature elevate, usate in

turbine a gas e motori aeronautici.

Leghe per applicazioni speciali

●​ Leghe per conduttori elettrici: rame e alluminio puro o

legato.

●​ Leghe resistenti alla corrosione: acciai inox (cromo e

nichel), leghe di titanio e nichel.

4. Difetti nei materiali metallici

●​ Vacanze atomiche: posizioni mancanti nel reticolo.

●​ Dislocazioni: imperfezioni lineari che permettono

deformazioni plastiche.

●​ Impurezze: atomi estranei che modificano proprietà

meccaniche.

●​ Segregazione: concentrazione non uniforme di elementi

in certe zone.

●​ Fratture da fatica: rottura dopo cicli ripetuti di carico.

●​ Creep: deformazione lenta a temperature elevate.

5. Trattamenti superficiali avanzati

●​ Nitrurazione e cementazione: aumentano durezza

superficiale senza modificare nucleo.

●​ Boronizzazione: trattamento superficiale con boro per

resistenza all’usura.

●​ Placcatura metallica: rivestimenti di cromo, nichel o

zinco per protezione e estetica.

●​ Passivazione: formazione di film ossidico protettivo,

tipico in acciai inox.

6. Comportamento meccanico avanzato

●​ Plasticità: capacità di deformarsi permanentemente

senza rompersi.

●​ Elasticità: ritorno alla forma originale dopo

deformazione.

●​ Durezza e resistenza all’usura: critiche per utensili e

ingranaggi.

●​ Tenacità e resilienza: capacità di assorbire energia

d’urto, importante in ponti e strutture dinamiche.