INTRODUZIONE ALLA METALLURGIA

By Meccanica Tecnica on 27 Febbraio 2022 in Metallurgia

È indiscutibile che lo sviluppo economico e sociale dell’umanità sia stato e sia ancora oggi condizionato anche dal livello qualitativo raggiunto dalle industrie metallurgiche, ed è altrettanto certo che il ruolo della metallurgia è, ancora oggi, di capitale importanza nella trasformazione della società contemporanea.

Il carattere applicativo di questa disciplina, le cui origini si perdono nella preistoria e le cui successive evoluzioni sono sempre state frutto di preziose e geniali osservazioni empiriche felicemente sperimentate, gelosamente custodite e tramandate, non ha impedito che negli ultimi decenni si sia entrati in una spirale scientifico-tecnologica, in cui i recenti sviluppi innovativi sono anche il risultato di studi sviluppati nell’ambito della ricerca di base.

In questo continuo sforzo verso il progresso, si è assistito ad un rapidissimo evolversi della scienza e della tecnologia; le conoscenze metallurgiche hanno subito un eccezionale sviluppo nel ventunesimo secolo, tanto da ampliare notevolmente il panorama delle conoscenze necessarie ad una sufficiente compressione della materia.

I grandi domini della metallurgia sono tradizionalmente individuati:

Nella metallurgia chimica e di processo.
Nella metallurgia fisica.
Nella metallurgia applicata.

L’oggetto della prima parte trova predominante applicazione nella metallurgia estrattiva e consiste essenzialmente nello studio di processi per la riduzione dei minerali: i suoi aspetti più suggestivi sono da ricercare nel fatto che la maggior parte dei metalli si trova in natura sotto forma di ossidi, solfuri, cloruri, ecc.., e quindi assumono importanza i processi di riduzione chimica per trasformare, nella maniera più economica, questi minerali in metalli.

Gli argomenti trattati all’interno della parte concernente la metallurgia fisica riguardano le strutture dei metalli e delle loro leghe, unitamente ai trattamenti più idonei per fare acquistare ad essi le migliori proprietà in relazione alle diverse applicazioni. Poche cose in natura sembrano più inanimate di un pezzo di metallo; ebbene la metallurgia fisica ha indagato il suo mondo interiore che è risultato tutt’altro che privo di movimenti: gli elettroni e persino gli atomi si muovono cambiandosi di posto anche quando il metallo è completamente allo stato solido.

Poiché i metalli sono sostanzialmente differenti da tutti gli altri materiali da costruzione, in quanto la loro notevole duttilità, tenacità e malleabilità, congiuntamente alla possibilità di sopportare elevate sollecitazioni, li rendono particolarmente adatti ad essere modellati mediante lavorazioni plastiche a caldo ed a freddo, nonché a sopportare sollecitazioni più o meno elevate in esercizio, grandi sforzi sono dedicati attualmente allo studio di materiali tanto versatili.

Argomento della metallurgia applicata sono di particolare interesse, oltre le proprietà meccaniche di base, pure le relazioni esistenti tra queste proprietà e i dati di progettazione, lo studio dei metodi di lavorazione plastica dei metalli; la scelta dei materiali più idonei, come pure i metodi di controllo e di collaudo per garantire una adeguata qualità, sono infine anch’essi problemi di pertinenza della metallurgia applicata, come pure evidente è l’importanza dello studio del comportamento dei metalli nei vari ambienti e sotto l’azione delle forze applicate, in quanto è essenziale che, di ogni metallo impiegato nella costruzione o di un elemento di macchina o di una parte di una struttura, siano note le proprietà ed in particolare i calori limiti delle sollecitazioni che può sopportare in esercizio.

La metallurgia applicata o “metallurgia meccanica”, se si vuole adottare la traduzione letterale del termine usato in lingua anglosassone, è la parte che più interessa il campo ingegneristico e che negli ultimi anni ha assunto un’importanza tale da fare dei suoi argomenti l’oggetto di numerosissimi studi presso industrie ed enti di ricerca visto lo stimolo costituito dalla richiesta incalzante della tecnica.

Ciò premesso, questo come l’altro testo dello stesso editore ACCIAI e leghe non ferrose si rivolge a quegli studiosi e a quei tecnici metallurgici che desiderino approfondire le conoscenze in quest’ultimo settore.

ARGOMENTI CHE TRATTERREMO

È bene ricordare infine l’articolazione dei contenuti presentati in questi articoli. I primi cinque capitoli sono dedicati ai principi generali; in particolare, nei primi due, di carattere ancor più generale, vengono brevemente riassunte quelle nozioni di metallurgia di processo e di fisica dei metalli che più specificamente interessano il campo della metallurgia applicata; nei successivi tre capitoli (diagrammi di stato delle leghe metalliche, trattamenti termici, metodi di studio e controllo dei materiali metallici) sono date le basi per lo studio delle leghe metalliche, dei loro trattamenti termici, e dei metodi con i quali ne vengono determinate le proprietà.

L’ultimo capitolo è dedicato allo studio dei fenomeni di particolare interesse nel comportamento in esercizio dei materiali metallici, quali la fatica, la rottura fragile, lo scorrimento viscoso a caldo, l’usura e la corrosione. Tali fenomeni devono essere tenuti ben presenti nella scelta dei materiali impiegati per le diverse applicazioni tecniche, allo scopo di evitare o minimizzare il manifestarsi di inconvenienti o situazioni di pericolo durante l’esercizio. Vengono riportati in corpo minore gli argomenti di approfondimento.

Nel secondo testo verrà approfondito lo studio delle leghe ferrose e dei metalli e leghe non ferrose di maggior impiego.

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