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TMPP - STRUTTURA CRISTALLINA E PROPRIETA' MATERIALI, "x"…
TMPP
-
STRUTTURA CRISTALLINA E PROPRIETA' MATERIALI
CATEGORIZZAZIONE DEGLI ACCIAI
Secondo la composizione
chimica
, gli acciai sono designati in 4 gruppi
Acciai
al carbonio
Sono quasi totalmente composti da ferro (
Fe
) e carbonio (
C
).
Hanno il
prefisso
"
C
".
Esempio:
C40
(40/100) di
carbonio
(
0,4%
), il restante
99,6%
circa è
ferro
.
Acciai
rapidi
NON trattati
Acciai
fortemente legati
Tipo di acciai composti per gran parte da
ferro
+
altre sostanze
che contribuiscono a:
Migliorare il materiale rendendolo più resistente agli agenti chimici esterni
Garantire una maggiore durabilità
Questi "upgrade" hanno un
impatto
anche sul
costo del materiale
, che sarà
maggiore
ESEMPIO
X2 CrNiMo 18-14-3
C
(2/100) =
0,02% di Carbonio
Cr
= quantità di sostanza indicata nel
primo numero
||
18% di Cromo
Ni
= quantità di sostanza indicata nel
secondo numero
||
14% di Nickel
Mo
= quantità di sostanza indicata nel
terzo numero
||
3% di Molibdeno
35%
(
RESTANTE!!
) Fe
Fe
= 100-(0,02+35) =
64,98% di Ferro
Acciai
debolmente legati
Tipo di acciai che, oltre al
Fe
e
C
, contengono altre sostanze come
cromo
(
Cr
) e
molibdeno
(
Mo
).
50CrMo4
ESEMPIO
50
50/100 di C =
0,5% di Carbonio
Cr
Sulla
tabella F30
del Manuale di Meccanica va trovato il
fattore
. Quest' ultimo deve essere poi
diviso
per la quantità di cromo nella sostanza (che è
4
)
Cr = 4/4 (Fattore/quantità sostanza) =
1% di Cromo
Mo
Non si dispone di un numero nella formula che indica la quantità nella sostanza. Quindi
molto poco Molibdeno
(
RESTANTE!!
) Fe
Parto da 100 e sottraggo i restanti
Fe = (100-(0,5+1+x)) =
CATEGORIZZAZIONE DEI MATERIALI
I
materiali
si dividono principalmente in
metalli
,
non metalli
e
materiali corposi
.
METALLI
Caratteristiche
Hanno una
buona
resistenza meccanica
a trazione
Sono
buoni
conduttori di elettricità e calore
Metalli
ferrosi
Costituiti da
acciai
e
ghise
Grande
resistenza alla
trazione
Bassa
resistenza alla
corrosione
Metalli
non ferrosi
Grande
conducibilità termica ed elettrica
Alta
resistenza alla
corrosione
Costituiti da
Rame
Zinco
Piombo
Magnesio
Alluminio
Titanio
Più leggeri
quindi con massa volumica
bassa
Più pesanti
quindi con massa volumica
alta
NON METALLI
Caratteristiche
Tendenzialmente
cattivi
conduttori di
elettricità
e
corrente
Metalli
naturali
Rame
Zinco
Piombo
Si trovano in natura
Metalli
naturali
Plastiche
Vetro
Ceramica
Sono creati in laboratorio e uniti mediante lavorazione
MATERIALI CORPOSI
PROPRIETA' DEI MATERIALI
Fusibilità
Capacità del materiale di
fondere
e fare dei pezzi senza alcun difetto o alterazione
Materiali
poco fusibili
Acciaio, rame
Materiali
fusibili
ghisa, bronzo
Proprietà
tecnologiche
Capacità del materiale a
subire lavorazioni differenti
Saldabilità
Capacità del materiale di
unirsi
in un unico pezzo con un altro (
uguale
o
diverso
)
Malleabilità
Capacità del materiale di
ridursi
ad una
lamina sottile
Duttilità
Capacità del materiale di
ridursi
a
fili sottili
Temprabilità
Capacità del materiale di
aumentare
la propria
durezza
(con trattamenti termici)
Proprietà
fisiche
Proprie
nella natura del materiale,
indipendentemente
dalla
forma
Proprietà
meccaniche
Capacità di un materiale di
resistere
alle
azioni di forze esterne
SOLLECITAZIONI MECCANICHE
Proprietà
chimiche
Resistenza alla corrosione
Capacità di un materiale ad opporsi alle azioni chimiche di aria, acqua, acidi o altri agenti chimici corrosivi
I MATERIALI METALLICI E LE LORO LEGHE
LEGA
Materiale costituito da
due elementi
, di cui almeno uno
deve essere un metallo
Acciaio = resistenza meccanica
alta
Ghisa = resistenza meccanica
bassa
Rame + Stagno =
Bronzo
Si dividono secondo la massa volumica
Materiali
leggeri
- massa volumica
bassa
Materiali
pesanti
- massa volumica
alta
Spesso legati all'
acciaio
per offrire una maggiore resistenza
meccanica
e
alla corrosione
.
DINAMICA DI RAFFREDAMENTO DI UN METALLO
Quando il metallo si raffredda, si iniziano a formare i primi
cristalli
una volta arrivati alla temperatura di
solidificazione
.
Cristalli
grossi
Sono i
primi
a formarsi
Dovuti ad una
bassa velocità di raffreddamento
Cristalli
più piccoli
Ostacolati
dai cristalli
più grossi
Dovuti ad un'
alta velocità di raffreddamento
Danno vita ad un materiale generalmente
più resistente
PERCHE' SI STUDIA LA STRUTTURA CRISTALLINA DEI METALLI
Per capire
come
vanno
utilizzati i metalli
Per
formare leghe
Per
trattare
un
acciaio
con
trattamenti termici
e
termochimici
Metalli diversi
hanno
caratteristiche
di tipo tecnologico, fisico, meccanico e chimico
diverse
.
Si possono formare
difetti
talvolta utili o dannosi
STRUTTURA INTERNA DEI METALLI
STRUTTURA CRISTALLINA
Tutti i materiali metallici - sia
metalli
che
non metalli
- hanno
struttura cristallina
, ovvero una struttura
ordinata
che segue una propria geometria ripetuta un certo numero di volte.
Tuttavia, alcuni materiali possono essere
privi di forma
. Questi materiali vengono detti
amorfi
.
TIPI DI STRUTTURA ORDINATA
Cella cubica a corpo centrato
(Esempio = Ferro
alfa
)
Cella cubica a facce centrate
(Esempio = Ferro
gamma
)
Cella esagonale
(Esempio = Zinco)
IMPERFEZIONI NEI GRANI METALLICI
VACANZA
Uno o più atomi
mancanti
in
diverse sezioni
di una
lega
. Per
compensare
alla vacanza, il reticolo si ridisporrerà in
modo leggermente diverso
per poi
ricompattarsi
.
ATOMO INTERSTIZIALE
Piccola fessura
tra un atomo ed un altro, dove un altro atomo sufficientemente piccolo si va a disporre tra i due atomi.
Provoca
una
distorsione
del
reticolo cristallino
.
ATOMO ESTRANEO
Atomo che non dovrebbe essere nel reticolo. Provoca una distorsione.
Cristallo di sale (non metallo)
Legame tra ioni di carica opposta Na+Cl
Cristallo dell' acciaio (metallo)
Legame tra ioni del medesimo metallo e i suoi elettroni liberi
Più forte
di un legame tra gli ioni del sale poiché si è formata una nube
di segno -
; ed i nuclei sono ioni
positivi
Rende i materiali
più resitenti meccanicamente
e
buoni conduttori di energia
+ talvolta deformabili
in modo irreversibile
"x" poiché non si conosce quanto vale Mo
98,5%-x di Ferro
Petrioli Flavio
08/02/2024
Manuale di meccanica, tabella F34
Manuale di meccanica, tabella F40
(es. Temperatura fusione)
(es. Resilienza, durezza = Scala di Mohs)
LEGAME METALLICO