Appunti riassuntivi Fondamenti di chimica e materiali metallici

3. Proprietà dei materiali metallici

Proprietà fisiche

●​ Conducibilità elettrica e termica elevate.

●​ Densità variabile a seconda del metallo.

●​ Lucentezza e malleabilità.

Proprietà meccaniche

●​ Resistenza alla trazione: capacità di sopportare carichi

senza rompersi.

●​ Duttilità: capacità di deformarsi senza rompersi.

●​ Durezza: resistenza alla penetrazione o all’usura.

●​ Tenacità: capacità di assorbire energia prima della

frattura.

●​ Elasticità: capacità di tornare alla forma originale dopo

deformazione.

Proprietà chimiche

●​ Reattività: alcuni metalli ossidano facilmente (es. ferro).

●​ Resistenza alla corrosione: influenzata da passivazione,

rivestimenti o leghe.

4. Leghe metalliche

●​ Una lega è una miscela di due o più elementi, di cui

almeno uno metallico, per migliorare proprietà.

●​ Tipi di leghe:​

1.​Ferrose: contengono ferro, es. acciai e ghise.

2.​Non ferrose: privi di ferro, es. alluminio, rame,

titanio.

●​

●​ Gli acciai sono leghe ferro-carbonio:​

1.​Basso tenore di carbonio: duttili e facilmente

lavorabili.

2.​Alto tenore di carbonio: resistenti ma fragili.

●​

●​ Le ghise hanno più carbonio, sono dure ma fragili.

5. Diagrammi di fase e trasformazioni

●​ I diagrammi di fase mostrano lo stato dei materiali in

funzione di temperatura e composizione.

●​ Per esempio, il diagramma ferro-carbonio indica le fasi

austenite, ferrite, cementite e le trasformazioni durante

raffreddamento o riscaldamento.

●​ Le trasformazioni influenzano durezza, duttilità e

resistenza.

6. Trattamenti termici dei metalli

I trattamenti termici modificano microstruttura e proprietà

meccaniche:

1.​Ricottura: riscaldamento seguito da raffreddamento

lento; aumenta duttilità e riduce tensioni interne.

2.​Tempra: riscaldamento e raffreddamento rapido; aumenta

durezza e resistenza.

3.​Rinvenimento: riscaldamento moderato dopo tempra;

riduce fragilità.

4.​Normalizzazione: riscaldamento e raffreddamento

all’aria; uniforma microstruttura.

7. Trattamenti superficiali

●​ Nitrurazione: arricchimento in azoto per aumentare

durezza superficiale.

●​ Cementazione: arricchimento in carbonio della

superficie.

●​ Anodizzazione: per alluminio, crea film protettivo contro

corrosione.

●​ Rivestimenti: zincatura, cromatura, verniciatura.

8. Difetti e fratture nei metalli

●​ Difetti cristallini: vacanze, dislocazioni, impurità.

●​ Fratture: possono essere fragili (senza deformazione) o

duttile (con deformazione).

●​ Fatica: rottura dovuta a carichi ripetuti nel tempo.

●​ Creep (fluage): deformazione lenta a temperatura elevata.

9. Classificazione dei metalli

Metalli puri

●​ Rame, alluminio, titanio, oro.

●​ Buona conducibilità, duttili, facilmente lavorabili.

Acciai

●​ Leghe ferro-carbonio con vari trattamenti termici.

●​ Ampia gamma di resistenze e duttilità a seconda del

contenuto di carbonio e trattamenti.

Ghise

●​ Alto contenuto di carbonio.

●​ Dure ma fragili, usate in componenti compressi o

strutture non soggette a urti.

Leghe leggere

●​ Alluminio, magnesio, titanio.

●​ Leggere ma resistenti, usate in aerospaziale e trasporti.

10. Applicazioni dei materiali metallici

●​ Costruzioni civili: acciaio strutturale, armature.

●​ Meccanica e automobili: acciai legati, alluminio, titanio.

●​ Elettronica: rame, oro, alluminio per conduttori.

●​ Aerospazio e aeronautica: leghe leggere ad alta

resistenza.

●​ Utensileria: acciai temprati, ghise per stampi.

11. Prove meccaniche sui metalli

●​ Prova di trazione: misura resistenza e duttilità.

●​ Prova di durezza: determina resistenza alla penetrazione

superficiale.

●​ Prova di fatica: misura durata sotto carichi ripetuti.