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Il metallo
di Tessari Angela
20/10/2022
Da dove vengono i metalli?
La maggior parte dei metalli si trova allo stato puro, e sono ricavati da delle sostanze naturali che li contengono chiamate "minerali".
I metalli
La metallurgia è l'insieme dei metodi industriali usati per ricavare, raffinare e lavorare i metalli partendo dai minerali.
La metallurgia del ferro prende il nome di siderurgia dal grego sìderos "ferro" e èrgon "lavoro"
I metalli vennero classificati nella Tavola Periodica degli elementi creta dal chimico russo Mendeleev nell'Ottocento.
Caratteristiche dei metalli
Tipi di metallo
I metalli principali possono essere quindi classificati nel seguente modo:
Metalli leggeri come il Magnesio (Mg), l'alluminio (Al), e il titanio (Ti), che vanno a sostituire l'acciaio nei mezzi di trasporto;
Metalli ferrosi come il ferro (Fe), il cromo (Cr), il manganese (Mn), il cobalto (Co), e il Nichel (Ni), che sono utilizzati per ottenere o l'acciaio e la ghisa o acciai speciali come l'inox;
Metalli preziosi come l'argento (Ag), il platino (Pt) e l'oro (Au), che sono metalli nobili, preziosi e rari da trovare;
Metalli liquidi come il mercurio (Hg)
Metalli malleabili e anticorrosione, come il rame (Cu), lo zinco (Zn), lo stagno (Sn) e il piombo (Pb)
Temperatura di fusione
Definizione: la temperatura di fusione è la temperatura alla quale un metallo passa dallo stato solido allo stato liquido.
Temperatura di fusione
Ad esempio la temperatura di fusione del Ferro (Fe) è di circa 1500° C, mentre quella del Molibdeno (Mo) e del tungseno (W) è superiore ai 2000° C
Il Peso Specifico
Definizione: Il peso specifico è il peso di un campione di materiale diviso il suo volume.
Peso specifico
Quasi tutti i metalli sono pesanti escludendo il magnesio, l'alluminio e il titanio. L'oro e l'uranio sono invece metalli pesantissimi, che hanno rispettivamento Ps 19,25 e Ps 18,7.
Il Ferro
Il ferro è un metallo bianco-argenteo che viene utilizzato per produrre l'acciaio e la ghisa, che sono nleghe di ferro e carbonio.
L'acciaio è tenace, resiste bene alla flessione, sopporta urti violenti e si salda con facilità. Viene utilizzato per costruire e realizzare mezzi di trasporto, cisterne etc.
Ferro
La ghisa è fragile e non sopporta sforzi di flessione nè urti violenti. Possiede però un'ottima fusibilità.
L'estrazione del ferro viene effettuata in una enorme miniera a cielo aperto, un grandissimo scavo nel terreno a forma di imbuto. Al centro nella zona più bassa, si accumula l'acqua che filtra dal terreno.
Il ferro è contenuto nei cosiddetti "filoni metalliferi", ossia in quegli strati di minerali ferrosi sitauti sotto terra tra le rocce sterili.
L'estrazione del ferro
1) PERFORAZIONE DEL TERRENO: una macchina perforatrice esegue dei profondi fori verticali sulla superficie del terreno dove viene messo l'esplosivo
2) ESPLOSIONE: vi è un'esplosione che sbriciola più gradoni contemporaneamente producendo cumuli di rocce e minerali
3) RACCOLTA: le rocce e i mineralio vengono raccolti dalle ruspe
4) TRASPORTO: i camion portano i materiali al centro di trattamento, dove i minerali vengono separati dalla roccia sterile
Fasi dell'estrazione
I minerali ferrosi vengono portati nel centro siderurgico a ciclo integrale, dove viene effettuato il ciclo completo di lavorazione come viene rappresentato nella figura qui sotto. Esso è formato da: l'altoforno, dove si produce la ghisa, l'acciaieria, dove la ghisa viene trasformata in acciaio e il laminatoio, dove sono realizzati i semilavorati in acciaio
Centro siderurgico
La lavorazione del ferro viene svolta in officine meccaniche. Alcuni pezzi sono lavorati a caldo, come ad esempio con la fucinatura e la fusione, altri invece vengono lavorati a freddo come l'imbutitura e la lavorazione di essi con macchine utensili
LA FUCINATURA
Industria di oggetti in ferro
E' la lavorazione di una barra di metallo che vioene prima arroventata sul fuoco per renderla malleabile e poi battuta con una mazza. Il pezzo arroventato viene appoggiato sullo stampo e quando scende il controstampo viene deformato.
La Fusione
La fusione è la lavorazione fatta con una forma dove viene colato il metallo fuso. Il pezzo ottenuto si chiama getto.
La fusione viene usata per realizzare pezzi di forma complessa, che sarebbe difficile produrre in altro modo.
FUSIONE
L'imbutitura
L'imbutitura è la lavorazione della lamiera che viene deformata a freddo per ottenere una forma cava, curvata o piegata. Viene fatta su lamiere di acciaio dolce o di alluminio.
Ad esempio, per realizzare un lavello in inox vengono usati 4 stampi, ognuno dei quali ha una parte inferiore fissa e una superiore mobile.
IMBUTITURA
Lavorazione con macchine utensili
Nella lavorazione del ferro vengono utilizzati varie macchine utensili, come il tornio, che lavora pezzi cilindrici o conici, la fresatrice che ricava scalanature e fessure, e la limatrice che produce superfici piane etc.
LA TORNITURA
LAVORAZIONE CON MACCHINE UTENSILI
1. SBOZZATURA: Si ottiene lo sbozzato, un pezzo di acciaio con forma simile a quella dell'oggetto finale
2. LAVORAZIONE AL TORNIO: lo sbozzato viene messo nel tornio e viene lavorato con la punta durissima dell'utensile, graffiando via tante strisce sottili di metallo
3. OGGETTO FINITO: si ottiene al termine dell'operazione un oggetto perfettamente liscio e più piccolo dello sbozzato
Il Rame
Il rame è un metallo rosso chiaro, pesante poco più del ferro, con temperatura di fusione pari a 1083 °C. Con esso si possono ottenere il bronzo e l'ottone.
Esso viene ricavato da molti numerali, tra cui anche la calcocìte, di colore giallastro e con superficie lucida.
I principali giacimento sono in Cile e negli Stati Uniti.
Rame
L'estrazione del rame porta a due tipi di prodotti, il rame metallico usato come metallo da costruzione, e il rame elettrolitico, usato per i fili elettrici
L'alluminio
L'alluminio è un metallo di colore bianco, leggero con temperatura di fusione pari a 659 °C. E' il secondo metallo più importante dopo il ferro e viene considerato un metallo "giovane" poichè è diventato un prodotto industriale solamente verso il 1880 con le prime centrali elettriche.
Alluminio
Viene ricavato dalla bauxite di colore rosso mattone, prodotta in Australia e Guinea.
L'estrazione dell'alluminio porta a due prodotti finali, ossia l'alluminio metallico e l'alluminio elettrolitico.