Informazioni sul documento
- Università
- Politecnico di Milano
- Corso di laurea
- Common Courses
- Materia
- Metallurgia
- Anno accademico
- 2025-2026
- Classificazione
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Materiale completo di Metallurgia per il corso di Common Courses presso Politecnico di Milano. Il documento tratta: 01. INTRODUZIONE AI MATERIALI Struttura dei materiali: associata alla disposizione dei suoi componenti interni • Livello subatomico (elettroni, nucleo atomico) • Livello atomico (atomi, molecole) • Livello microscopico (disposizioni atomiche, reticolo cristallino) • Livello…
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Materiale completo di Metallurgia per il corso di Common Courses presso Politecnico di Milano. Il documento tratta: 01. INTRODUZIONE AI MATERIALI Struttura dei materiali: associata alla disposizione dei suoi componenti interni • Livello subatomico (elettroni, nucleo atomico) • Livello atomico (atomi, molecole) • Livello microscopico (disposizioni atomiche, reticolo cristallino) • Livello…
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01. INTRODUZIONE AI MATERIALI Struttura dei materiali: associata alla disposizione dei suoi componenti interni • Livello subatomico (elettroni, nucleo atomico) • Livello atomico (atomi, molecole) • Livello microscopico (disposizioni atomiche, reticolo cristallino) • Livello macroscopico (visibile a occhio nudo) Proprietà dei materiali: determina il tipo e l’intensità della risposta a stimoli specifici (a cui vengono sottoposti i materiali) (azione-reazione) Ø indipendenti dalla forma e dimensioni • meccaniche, elettriche, termiche, magnetiche, ottiche, chimiche es. sforzo à deformazione temperatura à dilatazione, cambio fase campo elettrico à corrente elettrica interdipendenza: lavorazione à struttura à proprietà à prestazione CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI • Metalli: applicazione nelle strutture industriali, spesso combinati in leghe e- delocalizzati, buoni conduttori termici e elettrici non trasparenti, a volte lucidi resistenza meccanica ma deformabili, adatti alla saldatura • Ceramici: composti da elementi metallici e non metallici (argille, cementi, vetri, terracotta) isolanti termici e elettrici resistenza ad alte temperature e ambienti abrasivi duri ma fragili • Polimeri: composti inorganici basati su carbonio, idrogeno e elementi non metallici (plastiche, gomme) grandi strutture molecolari bassa densità e resistenza meccanica ma alta flessibilità Composti: materiali coniugati, fatti da due o più materiali diversi, proprietà inesistenti in ogni singola fase. 02.LEGAMI INTERATOMICI Le proprietà dipendono dalla disposizione geometrica degli atomi e dalla loro interazione FORZE INTERATOMICHE: di attrazione o di repulsione Ø la grandezza dipende dalla distanza fra gli atomi forza di attrazione, esiste a lunghe distanze FA = f(r) 7 forza netta, 𝐹# = 𝐹$ + 𝐹% forza di…
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il ferro puro, superati i 768°C , perdeva le sue proprietà magnetiche e diventava paramagnetico - Perché il limite di solubilità del carbonio nella ferrite (α) è così basso? Il limite massimo di solubilità del carbonio nella ferrite è microscopico: lo 0,022% a 727°C. La ferrite ha struttura cristallina CCC, il C si dissolve nel Fe infilandosi nei siti interstiziali. Ma il C è troppo grande per quegli spazi. - Qual è il limite di solubilità del carbonio nell'austenite (γ) e qual è il motivo? Il limite massimo di solubilità nell'austenite è: 2,14% a 1147°C. L’austenite ha una struttura CFC, possiede dei siti interstiziali molto più ampi, il C si incastra perfettamente. A SX tutte le forme allotropiche del ferro: - T < 912°C ferrite, CCC, magnetica - 912°C < T < 1394°C austenite, CFC, non magnetica - 1394°C < T < 1538°C ferro delta, CCC 4 campi monofasici (allotropie e liquido) La solubilità del carbonio nella fase alfa ha un massimo alla temperatura di 727°C ed è pari allo 0,022% C. La massima solubilità del carbonio è a 1148°C con il 2,14% C; esattamente in questo punto ho la divisione tra leghe e ghise. Gli acciai possono essere ipo o iper eutettoidici a seconda del superamento del punto eutettoidico a 0,77% di C. Microstruttura acciaio eutettoidico Struttura omogenea di grani g di austenite, al di sotto, trasformazione eutettoidica che trasforma i cristalli di g in cristalli eutettoidici con lamelle alternate di a e cementite: PERLITE Microstruttura acciaio ipoeutettoidico Microstruttura acciaio ipereutettoidico Grani di austenite, incontro la fase alfa e Grani di austenite, incontro la cementite, fino iniziano a formarsi dei grani di ferrite che a raggiungere la temperatura eutettoidica. crescono fino alla temperatura eutettoidica. Al di sotto tutto il gamma si…
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14.ACCIAI INOSSIDABILI La presenza di Cr (elemento di lega) aumenta la resistenza alla corrosione degli acciai (attraverso la formazione di uno strato di ossido di cromo: CR2O3 ) – riduce il campo austenitico Lo strato passivo è molto efficiente, si autorigenera, forma spontaneamente, è aderente, è sottilissimo, è bello Alcuni elementi estendono il campo g in acciai carbonio (Ni, Mn). - In quantità sufficiente, possono comportare una microstruttura austenitica (CFC) a temperatura ambiente. - L'aggiunta di Ni negli acciai che contengono Cr rallenta la trasformazione g → α Gli acciai inossidabili Cr-Ni sono i materiali più utilizzati in ambienti corrosivi - Tra questi, gli austenitici sono la famiglia più importante - 18 – 30% Cr, 8 – 20% Ni, 0,03 – 1,2% C Acciai più semplici: Feritici, poi i martensitici, austenitici, duplex Fe – Cr Cr > 13% risulta in leghe Fe – Cr ferritiche in tutto il campo solido. Fra 12% e 13% Cr c'è un campo bifasico α + g Aggiunta di C - estende il campo g anche per maggiori tenori di Cr (es. 0,05% C). fino a 0,3% C estende anche il campo α + g 0,04% C in un acciaio 18% Cr, l'acciaio completamente ferritico e non potrà più essere trasformato parziali di C tra 0,08 – 0,22% consentono trasformazioni parziali che risultano in strutture α+g - formazione di carburi: M3C, M7C3, M23C6 (resistenza alla corrosione) Aggiunta di Ni in acciai Cr a basso C - Con il Cr al 18% e basso C si ha un’espansione del campo g, l’8% Ni la fase g sarà stabile a T ambiente acciai austenitici Fe – C + 18% Cr + 8% Ni -> famiglia più diffusa di acciai di questa classe per tenori maggiori o minori di CR, cambia anche la % Ni - T Ms <<T ambiente, avremo austenite stabile per essere trasformati in martensite devo fare un raffreddamento in azoto liquido Aggiunta N - Formatore di…
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Se ne aggiungo troppo si corrodono e ho i segni bianchi sul vetro, anche in acqua Il vetro non resiste in ambienti basici, specialmente ad alte T - Stabilizzanti In ambiente critico, in teoria, devo abbassare i fondenti, se aggiungo stabilizzanti sono a posto perché Na2O è sostituito in parte da altri ossidi come quello di calcio o di alluminio Vengono corrosi in particolare dall’acido fluoridrico perché il fluoro, essendo più affine con l’ossigeno, scalza la silice dal legame - Decoloranti - Coloranti Tipologie di vetri: Vetri di sola silice: resistono bene agli shock termici, trasparenti al massimo, ottima resistenza alla corrosione, poco deformabili, ma resistono ad alte T Vetri borosilicati: vetro Vycor, vetro Pyrex, ha pochi fondenti e tanti stabilizzanti. Bassa dilatazione termica e resistono bene agli shock termici Vetri sodico-calcici: bicchieri/finestre, tanti fondenti e stabilizzanti meno pregiati. Ben deformabili, bassa resistenza agli urti, shock termici e corrosione. Vetro al piombo: aumenta il peso, schermo trasparente alla luce visibile, ma non alle radiazioni di elevata energia, come raggi x e g. Se ne aggiungo un po’ meno ottengo il cristallo, si corrode in lavastoviglie Trattamenti termici Fatti per evitare che si rompa durante il processo produttivo - Ricottura Raffreddamento lento a valle del processo di formazione, da 550°C a T amb, può essere un processo continuo o discontinuo, fatto per eliminare le tensioni che si originano durante il raffreddamento - Tempra Aumenta la resistenza meccanica a pressione e a carico di rottura, lo rimetto in un posto a scaldare a 650°C e poi lo raffreddo bruscamente. Il vetro temprato si crepa senza rompersi in mille pezzi - Tempra chimica Spessore del vetro molto sottile, processo di scambio ionico Na e K, immergo…
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B=40% J*)E* E*)I* T=Tamb: 𝑊2 = J*)I* = 80% 𝑊4 = J*)I* = 20% B=50% F*)-* -*)E* T= TE+: 𝑊2 = F*)E* = 50% 𝑊1 = F*)E* = 50% J*)-* -*)E* T= TE-: 𝑊2 = J*)E* = 50% 𝑊4 = J*)E* = 25% J*)-* -*)I* T=Tamb: 𝑊2 = J*)I* = 60% 𝑊4 = J*)I* = 40% B=60% T= TE+: solo liquido di composizione eutettica T= TE-: il liquido si solidifica e dà luogo al costituente eutettico (lamelle alternate di fase a e b) J*)F* F*)I* 𝑊2 = J*)I* = 40% 𝑊4 = J*)I* = 60% Solubilità parziale e variabile H*)5- 5-)5* T=Tamb: 𝑊2 = = 93,75% 𝑊4 = = 6,25% H*)5* H*)5* B=30% T= TE+: fase a (B=20%) e liquido (B=40%) E*)I* I*),* 𝑊2 = E*),* = 50% 𝑊1 = E*),* = 50% D*)I* I*),* T= TE-: 𝑊2 = D*),* = 80% 𝑊4 = D*),* = 20% B=40% T= TE+: WL=1 D*)E* E*),* T= TE-: 𝑊2 = D*),* = 60% 𝑊4 = D*),* = 40% H*)E* E*)5* T=Tamb: 𝑊2 = H*)5* = 62,5% 𝑊4 = H*)5* = 37,5
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