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1/17. 2/17 I METALLI occupano un posto privilegiato tra i materiali perché presentano facile lavorabilità e ottima resistenza alle sollecitazioni. La.

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2 2/17 I METALLI occupano un posto privilegiato tra i materiali perché presentano facile lavorabilità e ottima resistenza alle sollecitazioni. La storia delluomo è contrassegnata dalla conoscenza delle lavorazioni dei vari metalli. NEOLITICO: circa 7000 anni fa, si iniziò ad utilizzare il RAME a.C.: si scoprì, forse casualmente, la lega di rame e stagno che dà luogo al BRONZO a.C.: gli Hittiti, popolo della Mesopotamia, misero a punto la prima tecnica metallurgica del FERRO.

3 3/ a.C.: gli Etruschi furono i primi a produrre ferro con piccoli forni a cumulo d.C.: durante il Rinascimento si utilizzarono nuove tecniche di fusione del bronzo per la fabbricazione di capolavori artistici. XVIII secolo: la Rivoluzione industriale, con lindustria siderurgica consentì grande disponibilità di materiali metallici.

4 4/17 La complessa serie di operazioni per estrarre i metalli dai loro minerali e ricavare semilavorati o prodotti finiti viene chiamata METALLURGIA La metallurgia si distingue in: ESTRATTIVA, o primaria che comprende tutte le lavorazioni necessarie per ottenere il metallo dal minerale FISICA, che comprende i processi di formatura ed i trattamenti termici SECONDARIA, o di recupero, che porta al prodotto finito partendo dal riciclaggio dei rottami metallici

5 5/17 1. PROSPEZIONE MINERARIA che comprende le operazioni per individuare i giacimenti ( Aerofotogrammetria) 2. ARRICCHIMENTO DEL MINERALE, che consiste nella separazione del minerale utile dalla parte sterile chiamata GANGA 3. LAVORAZIONI PRELIMINARI, che comprendono la frantumazione, la lavatura e la cérnita 4. ESTRAZIONE DEL METALLO DAL MINERALE, mediante processi termici, chimici ed elettrolitici La METALLURGIA ESTRATTIVA prevede le seguenti operazioni:

6 6/17 La METALLURGIA FISICA comprende i vari processi che portano alla realizzazione di semilavorati e oggetti in metallo o di leghe metalliche. I processi di lavorazione della metallurgia fisica più importanti sono: La FORMATURA PER FUSIONE: avviene in appositi forni che per la fusione del metallo che viene versato in uno stampo La SINTERIZZAZIONE, detta anche metallurgia delle polveri, è una tecnica per produrre oggetti finiti metallo-ceramici

7 7/17 I TRATTAMENTI SUPERFICIALI, avvengono per via meccanica, chimica ed elettrolitica (ZINCATURA, CROMATURA, ANODIZZAZIONE) I TRATTAMENTI TERMICI, migliorano i comportamenti dei metalli, con lapplicazione di variazioni di temperatura (RICOTTURA, TEMPRATURA e RINVENIMENTO)

8 8/17 La LAVORAZIONE PLASTICA consente di modellare un semilavorato mediante opportune sollecitazioni esterne quali: LAMINAZIONE TRAFILATURA ESTRUSIONE FUCINATURA STAMPAGGIO IMBUTITURA

9 9/17 I metalli presentano buone proprietà meccaniche e sono buoni conduttori di calore ed elettricità. Le proprietà tecnologiche invece variano in base al metallo. Dilatazione termica Resistenza alla corrosione

10 10/17 Misurazione della durezza Elasticità

11 11/17 Fusibilità Malleabilità Saldabilità

12 12/17 PRODUZIONE Le materie prime necessarie per la produzione della ghisa sono a.MINERALI DI FERRO; b.COKE SIDERURGICO; c.MINERALI FONDENTI. Le materie prime vengono caricate nella parte superiore dellALTOFORNO e lentamente scendono verso il basso fino a raggiungere la temperatura di fusione. Il ferro liquido (ghisa) viene raccolto nel CROGIOLO e convogliato in canaletti refrattari o raccolto in SIVIERE per essere poi trasformato in LINGOTTI oppure inviato allimpianto per la produzione acciaio. LEGA METALLICA: unione di due o più elementi, di cui almeno uno deve essere un metallo. La GHISA è una lega di ferro e carbonio, variabile tra l1,9 e il 4 %.

13 13/17 LACCIAIO si ottiene dalla ghisa riducendo la percentuale di carbonio che non deve superare l1,9%. PRODUZIONE Per produrre lacciaio i processi più usati sono: a. Processo al convertitore a ossigeno (BESSEMER); b. Processo al forno elettrico. Lacciaio ottenuto viene colato in STAMPI, in LINGOTTIERE o in COLATA CONTINUA per produrre semilavorati. Gli acciai si distinguono in ACCIAI COMUNI AL CARBONIO e ACCIAI LEGATI AD ALTRI METALLI ( inossidabili).

14 14/17 ALLUMINIO Simbolo chimico: Al. Peso specifico: 2,7. Temp. di fusione: 660°. Colore:bianco-argenteo. Si estrae dalla BAUXITE. È molto duttile e malleabile, molto resistente alla corrosione e buon conduttore sia termico che elettrico. È facilmente lavorabile. È molto usato nel settore aeronautico, alimentare,chimico ed elettrico e per la produzione di leghe leggere. ORO Simbolo chimico: Au. Peso specifico: 19,32. Temp. di fusione: 1064°. Colore: giallo. Si trova allo stato nativo in pepite ed è molto raro. È un metallo molto duttile, malleabile e facile da lavorare. Ottima la conduttività sia termica che elettrica e molto resistente alla corrosione. Metallo prezioso usato in oreficeria e per il conio delle monete e nellindustria come rivestimento di contatti elettrici. RAME Simbolo chimico: Cu. Peso specifico: 8,93. Temp. di fusione:1083°. Colore: rosso. Si estrae dalla CUPRITE. È un metallo tenero, molto duttile e malleabile, e ottimo conduttore sia termico che elettrico. È facilmente lavorabile e molto resistente alla corrosione. Si usa soprattutto in campo elettrico, per lattoneria e pentolame. Molto importanti le sue leghe: lottone ed il bronzo.

15 15/17 Gli attrezzi manuali sono oggi usati prevalentemente per i lavori in casa mentre per le lavorazioni industriali si ricorre a macchine utensili. Le macchine utensili lavorano per asportazione e modellazione del materiale e possono essere guidate dalluomo o sotto controllo numerico. Le principali lavorazioni sono le seguenti: TORNITURAFRESATURA TRAPANATURA ALESATURA

16 16/17 ALTRE LAVORAZIONI…. TAGLIO MOLATURA SALDATURA

17 17/17 IL RICICLAGGIO DEI METALLI Molti metalli, in particolare il ferro e le sue leghe, lalluminio ed il rame, possono essere recuperati dopo il consumo. La metallurgia secondaria o di recupero contribuisce al risparmio energetico, alla riduzione dei rifiuti, alla salvaguardia dellambiente e riduce linquinamento atmosferico.


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