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metalli resistenza durezza lavorabilità ferro rame alluminio

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Academic year: 2022

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I metalli sono materiali largamente impiegati per le loro caratteristiche

di resistenza, durezza e lavorabilità.

Tra gli oltre 70 metalli presenti in natura, i più utilizzati sono il ferro, il rame

e l’alluminio.

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In natura i metalli si presentano sotto forma di composti detti minerali.

A seconda della profondità del filone (la roccia che contiene il metallo)

si predispongono gallerie sotterranee o miniere a cielo aperto.

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Il complesso di tecniche utilizzate per l’estrazione, la

produzione e la lavorazione del metallo prende il nome di metallurgia.

In seguito al prelievo in miniera si procede all’arricchimento del minerale, cioè all’eliminazione delle parti di roccia prive di metallo.

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Successivamente si passa all’estrazione del metallo vero e proprio, che può avvenire secondo due modalità:

• per fusione: il minerale viene sottoposto ad altissime

temperature per poterne ricavare il metallo allo stato liquido;

• per ettrolisi: viene sfruttato un fenomeno elettro-chimico sia per l’estrazione che per la purificazione del metallo.

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Le principali proprietà fisiche dei metalli sono il peso

specifico (peso per decimetro cubo), la temperatura

di fusione e la conducibiltà termica ed elettrica.

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Tra le proprietà meccaniche, le più significative sono la

durezza, la resilienza e la resistenza alla compressione, alla trazione, alla flessione, alla torsione e allo sforzo di taglio.

Importanti proprietà tecnologiche sono invece la fusibilità, la duttilità, la malleabilità e la temprabilità.

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Il metallo più diffuso in natura è il ferro. Esso si ricava a partire da minerali quali la magnetite, l’ematite

e la siderite.

I processi industriali volti all’estrazione, alla purificazione

e alla lavorazione del ferro prendono il nome di siderurgia.

Le materie prime ricavate da tale produzione sono la ghisa, l’alluminio e il ferro dolce.

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La lavorazione del ferro avviene all’interno dei centri

siderurgici. Essi si suddividono al loro interno in quattro zone:

• parco minerali (stoccaggio minerali e altre materie prime);

• altoforno (produzione della ghisa ad altissime temperature);

• acciaieria (trasformazione della ghisa in acciaio);

• laminatoio (produzione dei semilavorati dell’acciaio).

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La ghisa e l’acciaio sono due leghe del ferro che contengono carbonio in percentuali differenti.

La produzione della ghisa avviene

all’interno degli altiforni a temperature comprese tra i 1300 e i 1600 gradi

centigradi.

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All’uscita dall’altoforno la ghisa può essere trasformata in acciaio tramite il procedimento della decarburazione, cioè la riduzione tramite appositi convertitori delle quantità di carbonio.

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A differenza della ghisa – dura e facilmente fusibile – l’acciaio è duttile, malleabile e presenta una buona resistenza meccanica.

Inoltre, con l’aggiunta di altri metalli nel corso della fusione si ottengono acciai speciali con caratteristiche particolari.

È il caso ad esempio dell’acciaio inox, realizzato con nichel e cromo e resistente all’ossidazione.

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Una volta uscito dal convertitore, l’acciaio rovente passa attraverso una serie di rulli che lo comprimono in lunghi lingotti a sezione quadrata o rettangolare (blumi

o bramme). Questi ultimi subiscono un’ulteriore lavorazione nel laminatoio, dove vengono trasformati in prodotti finiti come lamiere, tondini, profilati e rotaie.

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L’alluminio è un metallo di colore

argenteo che si ottiene a partire dalla bauxite. Grazie alla sua leggerezza e facilità di lavorazione è

largamente usato per la produzione di contenitori, attrezzi e mezzi di

trasporto.

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Il rame è un metallo rosso chiaro e dall’aspetto lucente, molto

utilizzato come conduttore termico ed elettrico. Due importanti leghe del rame sono il bronzo (duro

e facilmente fusibile) e l’ottone (leggero e resistente).

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Una volta purificato, il metallo estratto dal minerale può subire tre tipi di lavorazione:

• deformazione plastica (laminazione, trafilatura, estrusione, stampaggio, imbutitura);

• fusione (colata di metallo fuso all’interno di un calco);

• asportazione (foratura, fresatura, tornitura, piallatura).

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