Le leghe metalliche

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.