Le leghe metalliche
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Le leghe metalliche sono materiali composti da due o più elementi, con un metallo predominante migliorato dagli alliganti per resistenza e duttilità. La loro classificazione varia in base al metallo base e alle proprietà desiderate, essenziali per l'industria.
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Definizione e Caratteristiche delle Leghe Metalliche
Una lega metallica è un materiale composto da una miscela di due o più elementi, di cui almeno uno è un metallo, che presenta caratteristiche metalliche come la conducibilità elettrica e termica, la lucentezza e la duttilità. Il metallo predominante nella miscela è noto come metallo base, mentre gli altri elementi, detti alliganti, possono essere altri metalli o non metalli e sono generalmente presenti in percentuali minori. Gli alliganti vengono aggiunti per migliorare o modificare determinate proprietà del metallo base, come la resistenza alla corrosione, la durezza, la resistenza meccanica o la lavorabilità. La produzione di una lega avviene generalmente attraverso la fusione dei componenti in un crogiolo, seguita dalla solidificazione in forme appropriate. È cruciale che i componenti siano completamente miscibili allo stato liquido per garantire l'omogeneità della lega e prevenire la formazione di fasi separate durante il raffreddamento.Classificazione delle Leghe Metalliche
Le leghe metalliche possono essere classificate in base a diversi criteri. La classificazione più comune si basa sul metallo base, dando origine a categorie come leghe ferrose (che contengono ferro), leghe di rame, leghe di alluminio, ecc. Altri criteri includono il numero di elementi costituenti (binarie, ternarie, quaternarie, ecc.), la presenza di una o più fasi cristalline (monofasiche, bifasiche, polifasiche), il punto di fusione (basse, medie, alte temperature di fusione), le proprietà magnetiche (magnetiche, non magnetiche), il valore economico (preziose, non preziose) e la resistenza alla corrosione (nobili, meno nobili). Queste classificazioni sono utili per identificare la lega più adatta a specifiche applicazioni industriali, tenendo conto delle proprietà richieste e delle condizioni operative.Determinazione della Composizione delle Leghe
La composizione di una lega è determinata indicando gli elementi presenti e le loro concentrazioni relative, che possono essere espresse in percentuale in massa (o peso percentuale) o in percentuale atomica. La percentuale in massa è utilizzata comunemente in metallurgia e indica quanti grammi di un elemento sono presenti in cento grammi di lega. La percentuale atomica, che considera il numero di atomi di ciascun elemento in rapporto al totale degli atomi nella lega, è spesso usata quando gli elementi hanno masse atomiche molto diverse. Nell'oreficeria, la concentrazione dei metalli preziosi è espressa in millesimi o, nel caso dell'oro, in carati, dove un carato corrisponde a 1/24 della massa totale della lega. La conversione tra i diversi sistemi di misurazione si basa su calcoli proporzionali e dipende dalle masse atomiche degli elementi coinvolti.Solidificazione e Strutture Cristalline
La solidificazione di una lega metallica può portare alla formazione di diverse strutture cristalline, influenzate dalla composizione chimica, dalla solubilità reciproca dei componenti e dalle condizioni di raffreddamento. Le strutture cristalline possono essere semplici, come quelle delle soluzioni solide, o più complesse, come quelle dei composti intermetallici o delle miscele eutettiche. Queste strutture hanno un impatto diretto sulle proprietà fisiche e meccaniche della lega, come la resistenza, la durezza, la duttilità e la resistenza alla corrosione. La comprensione delle strutture cristalline e dei meccanismi di solidificazione è fondamentale per lo sviluppo di nuove leghe con proprietà migliorate e per ottimizzare i processi di lavorazione e trattamento termico dei materiali metallici.
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Composizione delle leghe
Definizione di lega metallica
Una lega metallica è un materiale composto da una miscela di due o più elementi, di cui almeno uno è un metallo
Metallo base e alliganti
Metallo base
Il metallo predominante nella miscela di una lega è noto come metallo base
Alliganti
Gli alliganti sono elementi aggiunti alla lega per migliorare o modificare le sue proprietà
Produzione delle leghe
Le leghe metalliche vengono prodotte attraverso la fusione dei componenti in un crogiolo e la successiva solidificazione in forme appropriate
Classificazione delle leghe
Criteri di classificazione
Le leghe metalliche possono essere classificate in base al metallo base, al numero di elementi costituenti, alla presenza di fasi cristalline, al punto di fusione, alle proprietà magnetiche, al valore economico e alla resistenza alla corrosione
Esempi di classificazione
Leghe ferrose
Le leghe ferrose sono quelle che contengono ferro come metallo base
Leghe di rame
Le leghe di rame sono quelle che contengono rame come metallo base
Leghe di alluminio
Le leghe di alluminio sono quelle che contengono alluminio come metallo base
Composizione delle leghe
Percentuali di elementi
La composizione di una lega è determinata indicando gli elementi presenti e le loro concentrazioni relative, che possono essere espresse in percentuale in massa o in percentuale atomica
Conversione tra sistemi di misurazione
La conversione tra i diversi sistemi di misurazione delle concentrazioni degli elementi in una lega si basa su calcoli proporzionali e dipende dalle masse atomiche degli elementi coinvolti
Concentrazione dei metalli preziosi
Nell'oreficeria, la concentrazione dei metalli preziosi in una lega è espressa in millesimi o in carati, dove un carato corrisponde a 1/24 della massa totale della lega
Strutture cristalline delle leghe
Fattori che influenzano la formazione delle strutture cristalline
La composizione chimica, la solubilità reciproca dei componenti e le condizioni di raffreddamento influenzano la formazione delle diverse strutture cristalline nelle leghe metalliche
Tipi di strutture cristalline
Soluzioni solide
Le soluzioni solide sono strutture cristalline semplici che si formano quando gli elementi sono completamente miscibili allo stato liquido
Composti intermetallici
I composti intermetallici sono strutture cristalline più complesse che si formano quando gli elementi non sono completamente miscibili allo stato liquido
Misure eutettiche
Le miscele eutettiche sono strutture cristalline che si formano quando gli elementi hanno una solubilità limitata allo stato liquido e si solidificano in una proporzione specifica
Le leghe metalliche
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00
Metallo base in una lega
Elemento metallico predominante nella lega, determina le proprietà principali.
01
Processo di produzione delle leghe
Fusione dei componenti in un crogiolo e solidificazione in forme.
02
Importanza della miscibilità in fase liquida
Garantisce l'omogeneità della lega, evita la formazione di fasi separate.
