Appunti sulla Metallurgia e i Metalli

Introduzione ai Metalli

• Utilizzo quotidiano: ringhiere, telai di biciclette, pentole, lattine.
• Proprietà dei metalli:
  • Aspetto lucente
  • Solidità a temperatura ambiente
  • Buoni conduttori di calore ed elettricità
  • Resistenza meccanica
  • Malleabilità

Leghe Metalliche

• Composizione: miscele di due o più elementi, almeno un metallo.
• Esempi di leghe:
  • Acciaio: lega di ferro e carbonio.
  • Ottone: lega di rame e zinco.
• La parola "metallo" deriva dal greco "metallo" (miniera).

Estrazione dei Metalli

• La maggior parte dei metalli si trova in natura sotto forma di minerali.
• Minerali noti:
  • Magnetite (ferro)
  • Bauxite (alluminio)
• Miniere: giacimenti per l'estrazione delle rocce metallifere.
• Metallurgia: tecniche per l'estrazione e lavorazione dei metalli.
• Siderurgia: metallurgia del ferro.

Leghe del Ferro

• Importanza del ferro nella storia industriale ed economica.
• Minerali ricchi di ferro:
  • Magnetite
  • Ematite
• Leghe di ferro:
  • Acciaio: carbonio < 2%
  • Ghisa: carbonio 2-4%

Processo di Produzione

Altoforno

• Struttura: torre alta fino a 100 metri con rivestimento di mattoni refrattari.
• Materie prime:
  • Minerali ferrosi
  • Combustibile: carbon coke
  • Fondente: calcare
• Temperature nel ventre dell'altoforno: 1500°C.
• Processo:
  • Separazione del ferro dal minerale.
  • Produzione di ghisa.
  • Formazione di scorie.

Acciaieria

• Trasformazione della ghisa in acciaio (affinazione):
  • Riduzione del carbonio e impurità.
  • Introduzione di ferro leghe.
• Forni usati: convertitori.
• Ossigeno puro soffiato in ghisa fusa per ridurre il carbonio.

Tipi di Acciaio

• Acciaio Comune: ottenuto da ghisa e rottami.
• Acciaio Speciale: contiene elementi aggiuntivi per nuove proprietà.
  • Acciai Inossidabili: contengono cromo e nichel, resistenti alla corrosione.

Confronto tra Ghisa e Acciaio

• Differenze nelle proprietà:
  • Resistenza alla compressione: entrambi buoni.
  • Resistenza a trazione e flessione: migliore nell'acciaio.
  • Durezza: maggiore nella ghisa.
  • Duttilità e malleabilità: superiori nell'acciaio.
  • Corrosione: ghisa resiste meglio, ma acciaio è più saldabile.

Applicazioni

• Utilizzo in edilizia, industrie, produzioni di veicoli, ecc.
• Produzione di semilavorati per vari settori.