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proprietà fondamentali dei materiali - Coggle Diagram
proprietà fondamentali dei materiali
fisiche
calore specifico
materiali con bassa capacità termica
materiali con alta capacità termica
è la quantità di calore necessaria per aumentare di un grado K la temperatura di un corpo di massa unitaria
temperatura di fusione
materiali normali (temperatura di fusione tra i 500° e 2000°C)
materiali fondenti (temperatura di fusione < 500°C)
materiali refrattari (temperatura di fusione > 2000°C )
temperatura alla quale il materiale passa dallo stato solido a quello liquido
conducibilità termica
cattivi conduttori / isolanti
buoni conduttori
capacità del materiale di permettere il passaggio di calore
dilatazione termica
superficiale (1 dilatazione trascurabile)
cubica (nessuna dilatazione trascurabile)
lineare (2 dilatazioni trascurabili)
conducibilità elettrica
cattivi conduttori / isolanti
buoni conduttori
è la capacità del materiale di permettere il passaggio di elettricità
massa volumica (densità)
prove meccaniche
prove distruttive
prova di resistenza a trazione
è la più importante e consiste nel sottoporre una provetta ad una trazione applicata lentamente e in modo crescente fino in modo di determinare la sua rottura
prova di resistenza a compressione
consiste nel comprimere lentamente e uniformemente una provetta fino a produrne la rottura
prova di resistenza a flessione
consiste nell'applicare gradatamente e con continuità un carico concentrato con direzione perpendicolare all'asse geometrica di una provette
sono prove che comportano il danneggiamento o la distruzione della provetta (l'elemento prelevato da un campione di materiale in esame e sottoposto a prova)
prova di resilienza Charpy
consiste nel misurare l'energia necessaria a rompere con un solo colpo una provetta
prove non distruttive
esame visivo
consiste nel controllo a occhio nudo o con l'aiuto di lenti o endoscopi a basso fattore di ingrandimento
servono ad accertarsi che materiali o semilavorati non nascondano difetti attraverso l'esaminazione di difetti superficiali e sottosuperficiali, struttura esterna, interna e microstruttura
prova di durezza
effettuata attraverso il durometro
controlli con liquidi penetranti
consiste nell'applicare sulla superficie da controllare per immersione, tamponatura o spruzzatura un liquido fluorescente o colorato dotato di bassa tenzione superficiale e di buona bagnabilità
controlli radiografici
controlli mediante ultrasuoni
controlli medianti corrente indotte
servono a definire le proprietà di un materiale attraverso la loro quantificazione
vengono condotte in laboratori appositamente attrezzati e confrontate con valori stabiliti da norme come limiti di accettazione
altri tipi di controlli
controlli mediante ultrasuoni
controlli mediante correnti indotte
controlli radiografici
i materiali si distinguono in
semilavorati
materie prime
possono essere classificati in 3 categorie fondamentali
materiali non metallici
sono cattivi conduttori e poco resistenti a sollecitazioni esterne, si possono distinguere in naturali e artificiali
materiali compositi
sono costituiti da 2 o più materiali diversi combinati artificialmente ad ottenere un materiale con proprietà particolari
materiali metallici
i più comunemente impiegati nei settori industriali, possono essere distinti in ferrosi e non ferrosi, sono buoni conduttori e resistenti a sollecitazioni esterne
criteri di scelta dei materiali
avere caratteristiche fisiche chimiche e meccaniche adeguate
consentire massimo risparmio energetico
avere costo adeguato ai preventivi
bisogna fare una accurata analisi del ciclo di vita di un prodotto
si distinguono in 5 categorie
meccaniche
consistono nella resistenza di un materiale alle sollecitazioni di forze sterne che producono tensioni interne al materiale
le sollecitazioni possono consistere nella compressione, nella trazione, nella flessione, nel taglio, nella torsione provocate da forze statiche oppure negli urti provocati da forze dinamiche
in base alla deformazione subita da sollecitazioni distinguiamo i materiali elastici da quelli plastici
tecnologiche
riguardano l'attitudine di un materiale a essere sottoposto a determinate lavorazioni
duttilità o trafilabilità
attitudine a essere trasformato in fili (trafilatura)
imbuttibilità
attitudine a essere deformato a freddo attraverso uno stampaggio profondo senza che vi sia rottura o screpolatura (imbutitura)
malleabilità
attitudine a essere trasformato in lamine
può avvenire tramite laminazione o fucinatura
estrudibilità
attitudine ad acquisire una determinata forma quando è spinto attraverso un foro (estrusione)
fusibilità o colabilità
attitudine ad assumere la forma di uno stampo mediante fusione
saldabilità
attitudine ad unirsi per fusione con un altro materiale (saldatura)
truciolabilità
attitudine a subire lavorazioni per asportazione di truciolo
fresatura
trapanatura
tornitura
filettatura
temprabilità
attitudine a subire trasformazioni della struttura quando è sottoposto a trattamenti termici consistenti in cicli di riscaldamento e raffreddamento
ricottura
rinvenimento
normalizzazione
tempra
chimiche
dipendono dall'assetto chimico del materiale che ne influenza il comportamento e l'idoneità all'impiego e alle lavorazioni
le più importanti ai fini delle lavorazioni meccaniche sono
comportamento all'ossidazione
l'ossidazione è una particolare forma di corrosione dovuta alla reazione chimica che i metalli subiscono a contatto con l'ossigeno presente nell'aria che ne determina l'arruginimento
comportamento alla corrosione
la corrosione è un processo chimico che disgrega la struttura cristallina dei metalli messi a contatto con aria, acqua, acidi, basi o organismi viventi
può essere di 2 tipi: a umido o a secco
altre caratteristiche sono: resistenza ad attacchi biologici, l'attitudine a formare leghe, la tossicità, la resistenza al calore e la resistenza al fuoco
chimico-strutturali (solo per i metalli)
influiscono sul comportamento meccanico e sulle proprietà tecnologiche del materiale
riguardano
forma del reticolo cristallino
è la struttura tridimensionale ordinata e regolare secondo la quale sono organizzati gli atomi di un metallo
la più piccola parte è chiamata cella elementare (cella cubica a corpo centrato, cella cubica a facce centrate e cella esagonale)
dimensione e orientamento dei cristalli
la dimensione dipende dal tempo di raffreddamento e possiamo distinguere cristalli a grano grande e cristalli a grano piccolo
configurazione atomica del materiale
fisiche
in aggiunta vanno considerate anche
costo ambientale delle lavorazioni
possibilità di riciclaggio, recupero o smaltimento non dannoso per l'ambiente
durata (rapportata al prodotto finito)