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 de
formazione 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. 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.