Materiali metallici non ferrosi: proprietà e applicazioni industriali

Materiali Metallici Non Ferrosi

Vengono di seguito elencati i materiali metallici non ferrosi che verranno analizzati nelle slide successive. Per ognuno di essi saranno elencate le loro proprietà chimico-fisiche ed applicazioni.

Classificazione dei Metalli Non Ferrosi

Gruppo Metalli Caratteristiche e impieghi

Pesanti Rame (Cu), Nichel (Ni), Piombo (Pb), Zinco (Zn), Stagno (Sn) Massa volumica > 5000 kg/m3 Utilizzati in applicazioni di meccanica pesante

Leggeri Alluminio (Al), Magnesio (Mg), Titanio (Ti), Berillio (Be), Calcio (Ca) Massa volumica < 5000 kg/m3 Utilizzati, soprattutto in lega, in applicazioni dove interessa la leggerezza

Nobili Oro (Au), Argento (Ag), Platino (Pt), Iridio (Ir) Materiali di alto valore Impiegati in oreficeria, oggetti ornamentali, resistenze, saldature di componenti elettronici

Refrattari Tungsteno (W), Molibdeno (Mo), Vanadio (V), Titanio (Ti), Cromo (Cr), Manganese (Mn) Alta temperatura di fusione Impiegati come elementi aggiuntivi nelle leghe leggere e nelle applicazioni con alte temperature di esercizio

Terre rare Lantanio (La), Cerio (Ce), Neodi- mio (Nd), Samario (Sm) Elevate caratteristiche ferromagnetiche Utilizzati per rotori di motori elettrici

Radioattivi Uranio (U), Torio (Th), Radio (Ra), Plutonio (Pu) Emettono radiazioni dal nucleo degli atomi Utilizzati nella produzione di energia nel campo industriale e nella medicina

Rame e Leghe

Rame e Leghe: Bronzo e Ottone

Il rame - simbolo chimico Cu - è un metallo color rosso salmone caratterizzato da: · alta conducibilità elettrica; · alta conducibilità termica; · buona resistenza alla corrosione; · grande facilità a formare leghe con altri metalli.

Le leghe di rame con maggior interesse tecnologico e commerciale sono: · BRONZO -> RAME + STAGNO ( 6 + 20 % di stagno ) · OTTONE -> RAME + ZINCO ( 10 + 40 % di zinco )

Il rame viene impiegato: · nel settore elettrico (avvolgimenti dei motori elettrici, linee di trasporto dell'energia elettrica, ecc ... ) · negli impianti termoidraulici (tubi, scambiatori di calore, ecc ... )

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Bronzo e Ottone: Caratteristiche e Impieghi

BRONZO -> RAME + STAGNO OTTONE -> RAME + ZINCO

Il bronzo conserva alcune caratteristiche del rame, ma si contraddistingue per una buona resistenza alla corrosione, basso attrito, buona sonorità e fusibilità.

L'ottone è un materiale duttile, con un'elevata resistenza alla corrosione e all'abrasione e notevoli proprietà acustiche.

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L'ottone viene largamente utilizzato per maniglie e corrimano anche per le sue proprietà antibatteriche e antimicrobiche. Infatti, se per le superfici comuni virus e batteri possono sopravvivere per periodi di tempo sorprendentemente lunghi (anche più di 30 giorni), il rame e le sue leghe hanno la capacità di eliminare questi microorganismi in maniera relativamente veloce, spesso anche in meno di due ore.

Alluminio e Leghe

Alluminio: Caratteristiche e Applicazioni

L'alluminio - simbolo chimico Al - è un metallo color bianco argenteo caratterizzato da: · buona conducibilità elettrica; · ottima conducibilità termica; · buona resistenza all'ossidazione; · ridotta massa volumica (densità); · malleabilità e facilità di lavorazione; · facilità a formare leghe con altri metalli (leghe leggere).

L'allumino viene utilizzato più frequentemente sotto forma di lega: · LEGHE ALLUMINIO-SILICIO · LEGHE ALLUMINIO-SILICIO-MAGNESIO · [ LEGHE ALLUMINIO-SILICIO-RAME ]

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Leghe Alluminio-Silicio e Alluminio-Silicio-Magnesio

LEGHE ALLUMINIO-SILICIO -> La presenza del silicio conferisce alla lega: · Elevata resistenza alla corrosione e all'usura · Buona fusibilità · Buona saldabilità

Si tratta di leghe con scarsa resistenza meccanica: sono utilizzate per getti a parete sottile, anche di forma complessa, ma non per componenti strutturali.

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LEGHE ALLUMINIO-SILICIO-MAGNESIO -> La presenza del magnesio conferisce alla lega: · Elevata resistenza meccanica e duttilità che si aggiungono a tutte le proprietà precedentemente elencate per le STANTUFFO IPERSOSTENTATOPRE (FLAP) CERCHIONE leghe alluminio-silicio.

Siccome sono leghe con elevata resistenza meccanica ed elevata duttilità, si usano in applicazioni importanti nel campo dell'aeronautica e della meccanica (supporti motore, ipersostentatori, teste dei cilindri, ruote, ... ).

Magnesio e Leghe

Il magnesio - simbolo chimico Mg - è un metallo di colore bianco argenteo. Esso viene impiegato nella metallurgia per la produzione di leghe ultraleggere con alluminio, nichel, zinco e silicio, aumentandone la resistenza meccanica e la duttilità.

LE LEGHE DI MAGNESIO SONO LARGAMENTE UTILIZZATE NELLE APPLICAZIONI SPORTIVE.

Cromo e Nichel

Il nichel - simbolo chimico Ni - è un metallo di colore grigio splendente. Il cromo - simbolo chimico Cr - è un metallo di colore bianco splendente.

La caratteristica principale di questi due elementi è l'ottima resistenza alla corrosione, motivo per cui vengono utilizzati: · nel rivestimento dei metalli a scopo protettivo; · nella fabbricazione di monete; · nelle leghe inossidabili ( acciai cromo - nichel ).

RUBINETTO IN ACCIAIO INOX CROMO-NICHEL E FINITURE IN OTTONE ELICA MARINA

Stagno e Leghe

Lo stagno - simbolo chimico Sn - è un metallo impiegato nelle leghe per la sua elevata resistenza alla corrosione e la sua bassa resistenza all'attrito.

Vedi BRONZO -> RAME + STAGNO

Titanio e Leghe

Il titanio - simbolo chimico Ti - è un metallo usato nell'industria aeronautica e missilistica per la bassa densità e l'ottima resistenza meccanica, che rimane tale ad alte e basse temperature. L'unico inconveniente è il costo elevato.

Zinco e Leghe

Lo zinco - simbolo chimico Zn - viene utilizzato per il rivestimento delle lamiere di copertura dei tetti, per le recinzioni e le grondaie. Per queste applicazioni, infatti, si effettua la zincatura - processo realizzato generalmente su manufatti metallici, in cui viene applicato uno strato di zinco come protezione dalla corrosione.

Come elemento in lega, lo zinco viene utilizzato: · insieme al rame (vedi OTTONE -> RAME + ZINCO); · insieme all'alluminio; · insieme al magnesio.

Piombo e Leghe

Il piombo - simbolo chimico Pb - è un metallo di colore azzurrognolo utilizzato in lega con gli acciai per conferire loro maggior truciolabilità alle macchine utensili.

BARRA DI ACCIAIO SOTTOPOSTA A TORNITURA

Metalli Radioattivi

Si definiscono radioattivi quei metalli che emettono radiazioni dal nucleo atomico. Questi materiali vengono utilizzati nella produzione di energia, nel campo industriale e nella medicina.

• Radio - Utilizzato in medicina e nell'industria per le proprietà che hanno le sue radiazioni di attraversare i corpi e impressionare lastre fotografiche - https://www.youtube.com/watch?v=TEEUNWg24Ls
• Uranio - utilizzato nei reattori delle centrali nucleari per la produzione di grandi quantità di energia, ottenuta dalla fissione del suo nucleo tramite bombardamento di neutroni - https://www.youtube.com/watch?v=adkGcJt0P6s nucleo di uranio 235 nuciel più piccoli neutrone energia neutroni

Proprietà e Abbinamenti dei Materiali

MATERIALE PRINCIPALI PROPRIETA' ABBINAMENTI

Rame · Conducibilità termica · Conducibilità elettrica Vedi Stagno e Zinco

Stagno · Resistenza alla corrosione · Antifrizione (attrito V) Stagno + Rame = Bronzo

Zinco · Resistenza alla corrosione e all'abrasione Zinco + Rame = Ottone

Alluminio · Bassa densità · Conducibilità termica Silicio - Rame - Magnesio - Nichel

Silicio · Resistenza alla corrosione e all'usura · Saldabilità · Fusibilità

Magnesio · Resistenza meccanica · Duttilità

Cromo e Nichel · Resistenza alla corrosione

Titanio · Bassa densità · Resistenza meccanica

Piombo · Truciolabilità