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Tecnologia dei materiali: i metalli

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Valentina Ceccon

on 24 January 2015

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Transcript of Tecnologia dei materiali: i metalli

Tecnologia dei materiali: i metalli
L'estrazione del ferro
Il ferro è uno dei metalli più importanti in natura e si trova raramente allo stato libero. Viene, perciò, estratto dai suoi minerali con processi metallurgici. L'estrazione del ferro dai suoi minerali viene fatta nell'
altoforno
.
L'altoforno
I minerali del ferro, essendo degli ossidi, sono formati da ferro e ossigeno. Nell'altoforno si elimina l'ossigeno dal minerale facendolo combinare chimicamente con il
carbonio
e con l'
ossido di carbonio
.
La ghisa
Il primo prodotto che si ottiene nella trasformazione dei minerali del ferro è la
ghisa madre
o
ghisa greggia
. Essa viene estratta dal fondo del crogiolo dell'altoforno. Le loppe, ovvero le scorie del processo di estrazione, escono da un foro superiore, perchè sono più leggere della ghisa.
Come funziona l'altoforno?
L'altoforno è una apparecchiatura alta circa 100 metri e con un diametro superiore ai 10 metri. Al suo interno sono inseriti: il
minerale del ferro
, il
combustibile
(carbon coke) e il
fondente
(calcare). Tutti i materiali fondono a 1350-1550 °C.
La ghisa è una
lega di ferro e carbonio
in cui la percentuale di
carbonio è del 2-4%
.
Si ottiene rifondendo la ghisa greggia insieme a rottami di acciaio e di ghisa ed altri elementi.
I suoi
pregi
sono: resistenza alla compressione, durezza, fusibilità.
I suoi
difetti
sono: fragilità, non malleabilità, non plasticità.
L'acciaio
L'acciaio è una
lega di ferro e carbonio
che contiene una percentuale di
carbonio inferiore al 2%
. La materia prima per la produzione dell'acciaio è la ghisa greggia con aggiunta di rottame di ferro e ferroleghe (cromo, nichel, manganese, etc...)
La trasformazione della ghisa greggia in acciaio avviene nel
convertitore LD
. Esso è un recipiente cilindrico formato da un involucro metallico e rivestito internamente da materiale refrattario.
Al suo interno viene "soffiato"
ossigeno puro
a forte pressione. L'ossigeno brucia il carbonio e trasforma la ghisa in acciaio.
L'
acciaio
si ottiene, quindi, dall'affinazione della ghisa greggia, riducendo la percentuale di carbonio in essa presente e aggiungendo ferroleghe.
I suoi
pregi
sono: resistenza meccanica, plasticità, saldabilità.
I suoi
difetti
sono: difficoltà di fusione, poca resistenza alla corrosione.
L'alluminio
L'
alluminio
è il terzo elemento più abbondante sulla terra, dopo l'ossigeno e il silicio. Si ricava esclusivamente dal minerale
bauxite
.
Il minerale bauxite viene trasformato in
allumina
(ossido di alluminio).

Poi, attraverso procedimenti elettrolitici, si ricava l'
alluminio puro
o primario.
L'alluminio è un
buon conduttore di calore e di elettricità
. E' leggero (massa volumica di 2,7 kg/dm³), duttile, malleabile, fusibile e riciclabile.

Entra in composizione con numerose
leghe
, tra le principali: duralluminio (alluminio, rame, manganese e magnesio) e cupralluminio (alluminio, rame).
Valentina Ceccon
Il rame
Il
rame
, dopo le leghe ferrose e l'alluminio, è il metallo di maggiore importanza. Si estrae dal minerale
calcopirite
.
fonte: http://www.ing.unitn.it/
La metallurgia del rame prevede:
- cottura di rame nativo + coke + fondente + rottami di rame in forni.
Si ottiene un prodotto detto
metallina nera
;
- la metallina nera viene affinata in forni convertitori.
Si ottiene il
rame nero
o
grezzo
;
- il rame grezzo viene raffinato per via elettrolitica. Si ottiene il
rame elettrolitico
.
fonte: www.webalice.it/donatodichicco/scuola
fonte: www.cicloericiclo.eu/images
fonte: www.fotonomica.com/fotonomica-al-mia-2013/01altoforno/
fonte: www.fpb.it

Il rame viene impiegato nelle
industrie elettrica ed elettronica
e per il trasporto dell'energia elettrica. Entra in composizione con numerose leghe (bronzo, ottone, cupralluminio, etc...)
I suoi
pregi
sono: resistenza alla corrosione, conduttività termica ed elettrica, malleabilità, duttilità.
Un suo
difetto
è la difficile fusibilità.
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