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Composizione, struttura e proprietà delle leghe metalliche

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Purtroppo gli antichi maestri non hanno lasciato descrizioni dei metodi di lavorazione delle leghe e informazioni su quale fosse la loro composizione. Ma nei tempi antichi le persone sapevano già come lavorare con le leghe e ricavarne vari oggetti. Tale letteratura può essere trovata fin dal Medioevo, tuttavia, queste fonti sono piuttosto difficili da decifrare per comprendere tutta la terminologia e i nomi delle leghe. Pertanto, le informazioni sulla composizione delle leghe metalliche di un particolare oggetto possono attualmente essere ottenute solo sulla base delle cose stesse: strumenti antichi, armi, gioielli, monete, piatti.

Una lega è un sistema omogeneo macroscopico costituito da due o più metalli (a volte possono essere metalli e non metalli) che hanno proprietà metalliche caratteristiche. In altre parole, una lega è un qualsiasi sistema omogeneo ottenuto dalla fusione di metalli, non metalli o composti organici. Esempi di leghe metalliche: acciaio, bronzo, ghisa. Differiscono dai metalli puri nelle loro proprietà: forza, durezza, resistenza elettrica.

Composizione, struttura e proprietà delle leghe metallicheDi norma, le leghe prendono il nome dai nomi degli elementi che sono contenuti in esse in quantità maggiori. Ad esempio, in una lega di alluminio, l’elemento principale è l’alluminio, in una lega di ferro, il ferro.

Esistono vari tipi di leghe metalliche. A quale tipo appartiene ciascuna particolare lega può essere determinato in base ai seguenti fattori:

  • La natura del metallo che è la base nella lega:

  • Numero di componenti:

  • Proprietà:

  • Struttura:

  • Tecnologia di produzione della lega:

Proprietà della lega

Le proprietà delle leghe sono influenzate non solo dalla loro composizione, ma anche dai metodi di trattamento meccanico e termico. Già nel XIX secolo si cercavano nuove leghe praticamente utili per tentativi ed errori, imparando anche a distinguere i metalli dai non metalli. E solo alla fine dell’Ottocento e all’inizio del Novecento le leghe metalliche e le loro proprietà furono studiate più a fondo grazie a scoperte fondamentali nel campo della chimica fisica.

In metallurgia, ci sono i seguenti tipi di leghe:

  • Composto chimico. (Si forma come risultato dell’interazione chimica).
  • soluzione solida. (Gli atomi che compongono la lega formano un comune reticolo cristallino).
  • miscela meccanica. (Caratterizzato dalla cristallizzazione indipendente di ciascun elemento della lega).

Proprietà meccaniche delle leghe

Le principali proprietà meccaniche sono viscosità, duttilità, forza, creep, durezza, resistenza all’usura, resistenza. Queste sono le principali caratteristiche di tutte le leghe metalliche.

Proprietà fisiche

Le proprietà fisiche delle leghe includono peso specifico, conducibilità elettrica, coefficienti di espansione volumetrica e lineare, conducibilità termica, punto di fusione e saldabilità.

Proprietà chimiche delle leghe

La resistenza chimica di leghe e metalli è determinata dalla loro capacità di resistere agli effetti chimici di vari ambienti aggressivi. Un tipico esempio di azione chimica è il processo di corrosione (ossidazione dei metalli).

Video sulle leghe metalliche e le loro proprietà

La struttura delle leghe metalliche

L’elemento principale di una lega metallica determina la struttura cristallografica di questa lega con il suo reticolo atomico. Tutti gli altri elementi in relazione al principale sono impurità. Pertanto, la struttura delle leghe metalliche può essere considerata utilizzando l’esempio dell’acciaio: la sua struttura cristallografica è determinata dal reticolo cristallografico del ferro, motivo per cui questa gloria è chiamata acciaio. Se, tra gli elementi che compongono la lega, il reticolo cristallino è formato non da ferro, ma, ad esempio, da cobalto o nichel, allora la lega sarà cobalto o nichel.

I metalli puri hanno sempre una struttura più semplice delle leghe. La struttura delle leghe metalliche e le trasformazioni che si verificano in esse sono studiate con vari metodi di ricerca.

La stragrande maggioranza delle leghe metalliche ha una struttura cristallina e la caratteristica delle proprietà delle leghe metalliche è la stessa della caratteristica delle proprietà dei metalli. Attualmente, la struttura delle leghe metalliche viene studiata utilizzando metodi radiografici e analisi a raggi X.

Leghe di metalli amorfi

Le leghe di metalli amorfi sono leghe e metalli i cui atomi hanno una disposizione casuale. Le proprietà dei metalli amorfi differiscono significativamente dalle proprietà inerenti ai cristalli metallici, in cui gli atomi sono disposti in modo ordinato.

Durante la formazione di una struttura amorfa di una lega, si verificano cambiamenti fondamentali in proprietà come elettriche, magnetiche, meccaniche, superconduttive e altre. Alcuni di essi sono di grande interesse sia per la pratica che per la scienza.

Composizione, struttura e proprietà delle leghe metallichePoiché gli atomi nel metallo fuso non possono assumere una posizione fissa nello spazio, gli scienziati hanno cercato di "congelare" gli atomi disposti in modo casuale con il metodo del raffreddamento istantaneo. Così è stato inventato il metodo di tempra dallo stato liquido, il metodo principale per ottenere il vetro metallico. Le leghe amorfe ottenute con questo metodo hanno la stessa struttura della struttura di un liquido congelato.

Le leghe amorfe hanno un’elevata resistenza alla corrosione, permeabilità magnetica, durezza, resistenza e, allo stesso tempo, un’elevata tenacità alla frattura.

Pertanto, si può concludere che i vetri metallici amorfi hanno buone proprietà meccaniche. Tuttavia, nonostante ciò, non vengono utilizzati per la fabbricazione di parti strutturali critiche, poiché sono costose e hanno una tecnologia di produzione complessa.

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