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Scritto da Super User

Categoria: materiali

Pubblicato: 09 Giugno 2014

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Sono detti materiali metallici ferrosi, tutti i materiali ottenuti dalla fusione in altoforno dei minerali di ferro e dalle successive lavorazioni.
I materiali ferrosi sono in genere costituiti di leghe composte quasi esclusivamente di ferro e carbonio, nelle quali il ferro è il componente principale. Essi hanno caratteristiche diverse a seconda degli elementi presenti nella lega e possono essere distinti in:
■ ghise, ottenute direttamente dalla fusione in altoforno del minerale ferroso. Hanno un elevato tenore di carbonio, variabile dal 2,06% al 6,67%;
■ acciai, ottenuti mediante decarburazione parziale delle ghise attraverso vari processi di affinazione. Hanno un tenore di carbonio inferiore al 2,06% e possono, a loro volta, essere suddivisi in:
– acciai al carbonio (o comuni), contengono unicamente ferro e carbonio, oltre a modeste percentuali di impurità. A essi appartengono gli acciai da carpenteria, di comunissimo.
impiego in edilizia:
- acciai bassolegati, contengono vari elementi di lega in percentuale inferiore al 5%;
– acciai legati (o speciali), contengono vari elementi di lega in percentuale superiore al 5%. A essi appartengono gli importantissimi acciai inossidabili;
– ferro dolce, è così chiamato il materiale ferroso con un tenore di carbonio inferiore allo 0,1%, ottenuto dalla decarburazione
pressoché totale della ghisa. È utilizzato nelle lavorazioni per fucinatura (ferro battuto) o per realizzare pezzi meccanici poco sollecitati3

È invalso l’uso di chiamare impropriamente ferro qualsiasi tipo di acciaio: in realtà il ferro è un elemento chimico (Fe) che allo stato puro non trova applicazioni pratiche in siderurgia.

Influenza del carbonio sugli acciai:
La quantità di carbonio presente nella lega è il fattore che determina le caratteristiche meccaniche dell’acciaio: quanto maggiore è il tenore di carbonio tanto più esso è duro e resistente ma difficilmente saldabile, ha comportamento fragile, poco duttile e poco malleabile.
In base al tenore di carbonio gli acciai si classificano in:
■ extradolce (per lamiere, tubi, fili, viti, bulloni, catene);
■ dolce (per profilati, barre per CA, lamiere, tubi, rotaie);
■ semiduro (per barre per CA e rotaie);
■ duro (per cavi, molle, scalpelli, seghe);
■ extraduro (per barre e fili per CAP, utensileria).

Acciai da costruzione
La maggior parte dei materiali ferrosi per l’edilizia è costituita da acciai al carbonio, o acciai comuni, formati da leghe di ferro, carbonio e modeste percentuali di altri elementi, la cui presenza modifica le caratteristiche del materiale.
Sono acciai al carbonio i cosiddetti acciai da costruzione, impiegati in edilizia per le armature del calcestruzzo armato o per le carpenterie metalliche, sotto forma di vari semilavorati:
■ barre e reti elettrosaldate per calcestruzzo armato;
■ profilati laminati a caldo;
■ lamiere striate e bugnate;
■ lamiere grecate;
■ profilati formati a freddo;
■ tubi per condotte;
■ profilati per serramenti;
■ serrande;
■ grigliati;
■ lamiere stirate;
■ lamierini portaintonaco.

Materiali metallici non ferrosi

Si chiamano materiali metallici non ferrosi tutti i materiali che non contengono ferro, ma sono costituiti da altri metalli o da loro leghe. Secondo la loro massa volumica i materiali non ferrosi possono essere distinti in:

■ pesanti (massa volumica superiore a 5000 kg/m3), rame,piombo, nichel, stagno, cromo, zinco;
■ leggeri (massa volumica compresa tra i valori 5000 e 2000 kg/m3), alluminio, titanio;
■ ultraleggeri (massa volumica inferiore a 2000 kg/m3),magnesio.

Come i metalli ferrosi, anche quelli non ferrosi possono essere utilizzati allo stato puro o in lega con altri elementi.
A seconda dei tipi, le caratteristiche più interessanti dei materiali non ferrosi sono la leggerezza, la resistenza all’ossidazione, l’elevata conducibilità termica ed elettrica, la durezza, l’alto punto di fusione e la spiccata malleabilità.

In generale, i metalli non ferrosi sono estratti da diversi minerali [fig. 1] e sono trasformati mediante processi di produzione il cui ciclo produttivo, pur essendo diverso da materiale a materiale, si articola sempre nelle seguenti fasi: estrazione, macinazione, depurazione, fusione ed elettrolisi.
Il costo della maggior parte dei materiali metallici non ferrosi è elevato, sia a causa dell’onerosità dei processi di produzione che spesso comportano l’impiego di grandi quantità di energia, sia per altre cause legate all’approvvigionamento del minerale e alle tensioni speculative che spesso lo accompagnano.
Ogni metallo non ferroso è dotato, in misura più o meno grande, di specifiche caratteristiche, le più significative delle quali sono:
■ leggerezza;
■ resistenza all’ossidazione e alla corrosione;
■ alta conducibilità termica ed elettrica;
■ elevata durezza;
■ alto punto di fusione;
■ spiccata malleabilità.

Il processo di produzione dei materiali non ferrosi varia a seconda del minerale dal quale vengono estratti, ma il ciclo produttivo si articola sempre nelle fasi di estrazione, macinazione, depurazione, fusione ed elettrolisi. Questi trattamenti incidono notevolmente sul costo del materiale, soprattutto l’elettrolisi, che richiede un grande impiego di energia.

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