A CURA DI RANALLO ANTONIO 2 B I metalli A CURA DI RANALLO ANTONIO 2 B

I METALLI I metalli sono elementi chimici caratterizzati in generale da lucentezza, durezza, malleabilità, duttilità, buona conducibilità elettrica e termica; a temperatura ambiente sono solidi cristallini (con l’eccezione del mercurio). I metalli possono combinarsi fra loro e con alcuni altri elementi, formando composti, soluzioni solide o miscele. Una sostanza costituita da due o più metalli, oppure da un metallo e da particolari non metalli, come ad esempio il carbonio, si chiama lega.

LE PROPRIETA’ FISICHE I metalli sono in genere molto duri e resistenti a diversi tipi di sforzi. Nonostante le differenze fra un metallo e l’altro siano notevoli, la loro classificazione avviene esclusivamente in base a proprietà fisiche quali: la durezza (cioè la resistenza a deformazioni superficiali o abrasioni); la resistenza a trazione (cioè la resistenza alla rottura); l’elasticità (cioè la capacità di assumere la forma originaria quando cessa la deformazione); la malleabilità (cioè la capacità di essere ridotti in lamine sottili senza subire rotture); la resistenza alla fatica (cioè la capacità di resistere a sforzi ripetuti); la duttilità (cioè la capacità di venire deformati senza subire rotture). Vedi anche Scienza e tecnologia dei materiali.

PROPRIETA’ CHIMICHE Nella maggior parte dei composti chimici, i metalli hanno stati di ossidazione positivi, cioè cedono con facilità uno o due elettroni agli atomi a cui si legano. Sono inoltre caratterizzati da potenziali di ionizzazione relativamente bassi e possono facilmente trasformarsi in ioni positivi (cationi). Di conseguenza formano ossidi di tipo basico e possono formare sali, come cloruri, solfuri e carbonati

LE LAVORAZIONI PLASTICHE Le lavorazioni plastiche si basano sul principio secondo cui attraverso forze esterne si possono indurre in un materiale delle deformazioni plastiche, cioè deformazioni stabili anche al cessare delle sollecitazioni. Tali sollecitazioni possono essere a caldo e a freddo

LA FORGIATURA O FUCINATURA La forgiatura o fucinatura è un processo di produzione industriale di trasformazione per deformazione plastica di pezzi metallici a sezione varia, solitamente portati ad alta temperatura (superiore alla temperatura di ricristallizzazione) e lavorati quindi con ripetuti colpi di un maglio o una pressa per forgiatura, che cambiano permanentemente la forma del pezzo, senza portarlo a rottura.

LAMINAZIONE A CALDO La laminazione a caldo è un processo di lavorazione meccanica ad alta temperatura eseguito per ridurre lo spessore della lamiera o il diametro del tondo di acciaio. Fa parte delle lavorazioni per deformazione plastica

L’ESTRUSIONE L'estrusione è un processo di produzione industriale di deformazione plastica che consente di produrre pezzi a sezione costante (ad esempio tubi, barre, profilati, lastre). Essa è utilizzata per i materiali metallici (come l'acciaio, l'alluminio, il piombo, o il rame), materie plastiche (come la gomma o materiali termoplastici) e altri materiali.

LA SINTERIZZAZIONE La sinterizzazione è un particolare trattamento termico (cioè ad elevata temperatura) che trasforma un materiale polverulento in un materiale indivisibile La sinterizzazione si utilizza per produrre materiali dotati di proprietà che non avrebbero se fossero creati con altre tecniche. Ad esempio, invece di colare la materia prima (ad esempio metallo o polimero) allo stato fuso (cioè liquida) in un calco, se ne può fare una sinterizzazione, partendo da piccole particelle solide ("polveri"), che vengono saldate tra loro mediante l'aumento della temperatura

LAMINAZIONE A FREDDO La laminazione a freddo è un processo di lavorazione meccanica a temperatura ambiente o quasi eseguito per ridurre lo spessore della lamiera.

LA TRAFILATURA Il processo di trafilatura è un processo di formatura che induce un cambiamento nella forma del materiale grezzo di partenza attraverso la deformazione plastica dovuta all'azione di forze impresse da attrezzature e matrici. La trafilatura realizza in continuo lunghi fili o barre, con una sezione circolare oppure a profilo complesso con 3 o più lati. Le sue origini risalgono all'XI secolo e la sua continua evoluzione ha portato ad oltrepassare i limiti dimensionali progressivamente raggiunti.

L’ IMBUTITURA L'imbutitura è un processo tecnologico attraverso il quale una lamiera viene deformata plasticamente ed assume una forma scatolare, cilindrica o a coppa. Consente di realizzare oggetti aventi profonde cavità come ad esempio lattine metalliche, pentole e altri contenitori.

L’ ACCIAIO L’acciaio è una lega composta principalmente da ferro e carbonio, quest'ultimo in percentuale non superiore al 2,06%: oltre tale limite, le proprietà del materiale cambiano e la lega assume la denominazione di ghisa.

La ghisa La ghisa è una lega ferro-carbonio ottenuta per riduzione o comunque trattamento a caldo dei minerali di ferro. La ghisa fonde a circa 1200 °C

L’ altoforno L'altoforno è un tipo di impianto utilizzato nell’industria siderurgica per produrre ghisa partendo da minerale ferroso; l’altoforno produce ghisa grigia, ovvero una lega binaria di ferro e carbonio, attraverso un processo in cui concorre la combustione di carbone coke, la fusione di minerali e riduzione degli ossidi metallici (ad esempio Fe2O3) presenti in natura come minerale ferroso o introdotti come rottame ferroso, attraverso un'atmosfera riducente. La produzione di un moderno altoforno può essere compresa tra le 2.000 e le 4.500 tonnellate al giorno

1. flusso di aria calda dalle stufe Cowper 2. zona di fusione 3 1. flusso di aria calda dalle stufe Cowper 2. zona di fusione 3. zona di riduzione dell'ossido ferroso 4. zona di riduzione dell'ossido ferrico 5. zona di pre-riscaldamento 6. ingresso di minerali grezzi, fondente e coke 7. gas esausti 8. colonna contenente minerale grezzo, fondente e coke 9. rimozione delle scorie 10. fuoriuscita del metallo fuso 11. fuoriuscita dei gas di scarico L’acciaio è stato sempre apprezzato per la numerosità dei suoi utilizzi, ma le sue potenzialità hanno ottenuto il massimo rendimento soltanto grazie alla produzione derivata dall’industria siderurgica.