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Presentazione di PowerPoint - Dmfci
Università degli Studi di Catania Dipartimento di Metodologie Fisiche e Chimiche per l’Ingegneria Corso di laurea in Ingegneria Meccanica Corso di Tecnologie di Chimica Applicata 16 MATERIALI METALLICI NON FERROSI SOMMARIO CENNI STORICI SUI METALLI NON FERROSI ALLUMINO E LE SUE LEGHE MAGNESIO E LE SUE LEGHE TITANIO E LE SUE LEGHE NICHEL E LE SUE LEGHE RAME E LE SUE LEGHE ZINCO E LE SUE LEGHE CENNI STORICI.. I metalli “antichi” RAME (7000 A.C.) BRONZO (3000 A.C.) I metalli “moderni” ZINCO (1500) NICHEL (1751) MAGHESIO (1755) ALLUMINO (1887) TITANIO (1938) ALLUMINIO E LE SUE LEGHE Alluminio Proprietà Proprietà fisiche Numero Atomico 13 Massa atomica 26,9815 kg/kmol kg/dm3 Densità a 20°C 2,6989 Temperatura di fusione 660,37°C Temperatura di ebollizione 2270°C Calore specifico 93,9 kj/(kg K) C.F.C. (CUBICO A FACCE CENTRATE) Calore latente di fusione 394,5 kj/kg Coeff.di dilataz.lineare 24 10-6 1/K Resistività elettrica a 20°C 5 10-8 ohm m LEGHE LEGGERE ALLUMINIO E LE SUE LEGHE Alluminio Proprietà Proprietà meccaniche Modulo di Young 64 GPa Modulo di rigidezza tang. 25 GPa Modulo di Poisson 0,34 Allungamento a rottura 21% Durezza Vickers 17 ? ALLUMINIO E LE SUE LEGHE IL PROCESSO DI ESTRAZIONE 1) DA BAUXITE AD ALLUMINA (CICLO BAYER) 2) DA ALLUMINA AD ALLUMINIO (CICLO HALL-HEROULT) CICLO BAYER CICLO HALL-HEROULT ALLUMINIO E LE SUE LEGHE CICLO BAYER BAUXITE Al2O3 H2O digestore Al2O3 H2O+2Na2OH <-> Na2OAl2O3+2H2O+residui decompositore Na2OAl2O3+Al2O3 3H2O <-> 2Al2O3 H2O+2NaOH calcinazione SODA CAUSTICA NaOH Al2O3 H2O<-> Al2O3 + H2O filtraggio fanghi rossi allumina alluminato di sodio Na2OAl2O3 Al2O3 allumina idrata Al2O3 H2O trasporto finale ALLUMINIO E LE SUE LEGHE CICLO HALL-HEROULT CO, CO2 ALLUMINIO E LE SUE LEGHE IMPIEGHI IMBALLAGGIO E STOCCAGGIO COSTRUZIONI CIVILI TRASPORTI ALLUMINIO E LE SUE LEGHE CLASSIFICAZIONE Designazione convenzionale delle leghe d’alluminio (Alluminium Association) Principale elemento di lega Alluminio (>99,00%) Rame Classe LEGHE 1 xxx D’ALLUMINIO 2 xxx Manganese 3 xxx Silicio 4 xxx Magnesio 5 xxx LEGHEe DA Magnesio silicioFONDERIA 6 xxx Altri elementi LEGHE DA 7 DEFORMAZIONE xxx 8 xxx PLASTICA Sperimentali 9 xxx Zinco ALLUMINIO E LE SUE LEGHE CLASSIFICAZIONE Trattamenti termici, sigle degli stati metallurgici Sigla Stato metallurgico F Grezzo di laminazione O Ricotto,cristallizzato H Incrudito H1 Incrudito semplicemente H2 Incrudito e parzialmente ricotto H3 Incrudito e stabilizzato W Temprato e invecchiato naturalmente T Temprato ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE DA FONDERIA Getti in sabbia 9Piccole serie 9Forme intricate 9Grandi dimensioni Getti in conchiglia 9Finitura buona 9Strette tolleranze 9Piccole dimensioni Getti pressofusi 9Finitura ottima 9Produt. elevata 9Sezioni sottili ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE DA DEFORMAZIONE PLASTICA DEFORMAZIONE = ELEVATA RESISTENZA MECCANICA Classificazione: 1) Non trattabili termicamente (H) 2) Trattabili termicamente (T) ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE DA DEFORMAZIONE PLASTICA Stadi della lavorazione: 1) Colaggio di un lingotto 2) Lavorazione plastica a caldo 3) Trattamento termico ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE ALLUMINO-RAME 9Solubilità rame 5,65% a 574°C passa a 0,5% a 150°C 9Formazione di precipitato CuAl2 ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE ALLUMINO-MANGANESE 9Non trattabili termicamente 9Buona formabilità,saldabilità e resistenza alla corrosione 9Contenitori, serbatoi e recipienti in pressione LEGHE ALLUMINO-SILICIO 9Non trattabili termicamente 9Eccellente colabilità e resistenza alla corrosione 9Elementi di macchine da scrivere, corpi valvola ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE ALLUMINO-MAGNESIO 9Non trattabili termicamente 9Buona saldabilità e resistenza alla corrosione 9Architettoniche, applicazioni marine, strutture saldate LEGHE ALLUMINO-SILICIO-MAGNESIO 9Trattabili termicamente, precipitazione di Mg2Si 9Eccellente resistenza alla corrosione e lavorabilità 9Aeronautiche, mobili, parti di macchine utensili ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LEGHE ALLUMINIO ZINCO 9Maggiori carichi di rottura a trazione 9Costi contenuti, discretamente saldabili 9Aeronautica, automotive, parti molto sollecitate ALLUMINIO E LE SUE LEGHE LAVORAZIONI MECCANICHE 9Eccellente attitudine alle lavorazioni meccaniche 9Velocità di taglio elevate rispetto all’acciaio VELOCITA’ FRESATURA (fresa 100 mm profondità 1 mm) [m/min] METALLO VELOCITA’ SGROSSATURA [m/min] VELOCITA’ FINITURA [m/min] VELOCITA’ FORATURA (foro 5-10 mm) [m/min] ACCIAIO 40-200 60-300 15-30 20-25 ALLUMINIO 75-750 120-1200 60-400 200-300 ALLUMINIO E LE SUE LEGHE SALDATURA 9Saldabilità funzione della composizione chimica 9Grande varietà di metodi di saldatura 9Strato di ossido ostacola la saldatura SALDATURA MIG SALDATURA TIG ALLUMINIO E LE SUE LEGHE TRATTAMENTI SUPERFICIALI 9Trattamenti di preparazione delle superfici: sgrassatura, lucidatura 9Trattamenti meccanici: pallinatura, smerigliatura, sabbiatura 9Trattamenti fisici: verniciatura, metallizzazione 9Trattamenti chimici ed elettrolitici: passivazione, anodizzazione 9Alluminio funge da anodo 9Bagni di acido solforico, cromico o ossalico 9Ancoraggio di colori MAGNESIO E LE SUE LEGHE Magnesio Proprietà Proprietà fisiche Numero Atomico 12 Massa atomica 24,31 kg/kmol Densità a 20°C 1,74 kg/dm3 Temperatura di fusione 650°C Coeff.di dilataz.lineare 23 10-6 1/K Resistività elettrica a 20°C 4,6 10-8 ohm m E.C. (ESAGONALE COMPATTO) LEGHE ULTRA-LEGGERE MAGNESIO E LE SUE LEGHE Magnesio Proprietà Proprietà meccaniche Modulo di Young 45 GPa Modulo di rigidez. tang. 16 GPa Modulo di Poisson 0,35 Tensione di rottura 185-232 MPa Tensione di snervamento 69-100 Mpa Allungamento a rottura 4-6 % Durezza Brinnel 30 MAGNESIO E LE SUE LEGHE PROCESSI DI ESTRAZIONE 9Acque marine, contengono lo 0,13% di Magnesio 9Dolomite (CaMg)CO3 9Magnesite MgCO3 Due percorsi principali di produzione Processo silicotermico Processo elettrolitico MAGNESIO E LE SUE LEGHE PROPRIETA’ MECCANICHE 9Capacità di assorbimento delle vibrazioni 9Resistenza all’urto 9Deformabilità a caldo MAGNESIO E LE SUE LEGHE LAVORABILITA’ ALLE MACCHINE UTENSILI VELOCITA’ FRESATURA (fresa 100 mm profondità 1 mm) [m/min] METALLO VELOCITA’ SGROSSATURA [m/min] VELOCITA’ FINITURA [m/min] VELOCITA’ FORATURA (foro 5-10 mm) [m/min] ACCIAIO 40-200 60-300 15-30 20-25 ALLUMINIO 75-750 120-1200 60-400 200-300 MAGNESIO Fino a 1200 1800-2400 150-500 200-500 Potenze di lavorazione rapportate a quella del magnesio MAGNESIO E LE SUE LEGHE IMPIEGHI Applicazioni strutturali Aeronautica Automotive MAGNESIO E LE SUE LEGHE IMPIEGHI Chimica Applicazioni non strutturali Settore pirotecnico Agricoltura Metallurgia MAGNESIO E LE SUE LEGHE CLASSIFICAZIONE Lettere convenzionali indicanti gli elementi in lega Elemento Lettera Alluminio A Bismuto B Rame C Cadmio D Terre rare E Ferro F Magnesio G Zinco Z Elementi in lega Percentuali arrotondate Modificazioni alla lega A Z 9 2 A Esempio: AZ92A lega di magnesio contenente alluminio (A) zinco (Z) nelle percentuali del 9% e 2%. Prima lega della classe (A) MAGNESIO E LE SUE LEGHE CLASSIFICAZIONE LEGHE DI MAGNESIO LEGHE DA FONDERIA LEGHE DA DEFORMAZIONE PLASTICA MAGNESIO E LE SUE LEGHE LEGHE DA FONDERIA 9Fusioni in sabbia, in conchiglia e pressofusioni 9Finiture eccellenti 9Getti a spessore sottile 9Solidificazione rapidissima 9Tolleranze dimensionali ristrette 9Produttività elevata (pressofusione) MAGNESIO E LE SUE LEGHE LEGHE DA FONDERIA MAGNESIO E LE SUE LEGHE LEGHE DA LAVORAZIONE PLASTICA 9Leghe a basso tenore di alluminio 9Realizzazione di laminati ed estrusi MAGNESIO E LE SUE LEGHE PROTEZIONE DALLA CORROSIONE 9Sensibile all’attacco acido 9Trattamenti chimici ed elettrochimici TITANIO E LE SUE LEGHE Titanio Proprietà Proprietà fisiche Numero Atomico 22 Massa atomica 45,95 kg/kmol Densità a 20°C 4,51 kg/dm3 Temperatura di fusione 1668 °C Coeff.di dilataz.lineare 8,9 10-6 1/K Resistività elettrica a 20°C 5,54 10-7 ohm m E.C. (ESAGONALE COMPATTO) TITANIO E LE SUE LEGHE Titanio Proprietà Proprietà meccaniche Modulo di Young 110 GPa Modulo di rigidez. tang. 42 GPa Modulo di Poisson 0,34 Tensione di rottura 275-550 MPa Tensione di snervamento 205-480 Mpa Allungamento a rottura 15-25 % Durezza Brinnel 70 TITANIO E LE SUE LEGHE PROCESSO DI ESTRAZIONE 9Costituisce lo 0,6% in peso della crosta terrestre 9Minerali : rutilio, ilmenite TiO + 2Cl2+2C → TiCl4+2CO Riduzione del tetracloruro di Titanio 2Mg + TiCl4 → +2MgCl2+Ti 9Rifusione all’arco in un forno elettrico Spugna di titanio TITANIO E LE SUE LEGHE PROCESSO DI ESTRAZIONE 9 Sviluppo frenato dalla notevole quantità di energia necessaria a produrlo 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 Acciaio Rame Alluminio Magnesio Titanio Fabbisogno energetico di produzione riferito all'unità di massa[%] TITANIO E LE SUE LEGHE PRICIPALI SETTORI DI IMPIEGO TITANIO TITANIO E LE SUE LEGHE TITANIO PURO TITANIO TEMPERATURA >850°C TEMPERATURA AMBIENTE RETICOLO C.F.C. RETICOLO E.C. fase β fase α TITANIO E LE SUE LEGHE TITANIO PURO 9Eccellente resistenza alla corrosione 9Saldabile ma in atmosfera protetta 9Ottimo rapporto resistenza/peso fino a 450°C 9Limite di fatica più alto degli acciai inossidabili 9Elevata sensibilità all’intaglio TITANIO E LE SUE LEGHE LEGHE DI TITANIO 9Elementi alliganti influenzano la temperatura di trasformazione α → β 9Elementi stabilizzanti la fase α: alluminio, azoto, ossigeno 9Elementi stabilizzanti la fase β: cromo, niobio, ferro, molibdeno, rame, tantalio, vanadio, manganese 9Suddivisione in: leghe α , leghe β e leghe α + β TITANIO E LE SUE LEGHE NOMENCLATURA Lega di Titanio Percentuale dell’elemento in lega Simbolo dell’elemento legante Ti - 5Al - 2,5Sn Esempio: Ti-5Al-2,5Sn Lega di Titanio contenente il 5% di Alluminio e il 2,5% di Stagno TITANIO E LE SUE LEGHE LEGHE α 9Sono induribili solo con deformazioni plastiche a freddo 9Buona saldabilità e duttilità 9Eccellente resistenza meccanica Leghe di maggior interesse: Ti-5Al-2,5Sn Ti-4Al-2,5Sn TITANIO E LE SUE LEGHE LEGHE α + β 9Elementi β-stabilizzanti in tenori tali da non variare la struttura a temperatura ambiente 9Resistenza a caldo maggiore delle leghe α 9Trattabili termicamente con tempra e invecchiamento Leghe di maggior interesse: Ti-6Al-4V Ti-8Mn TITANIO E LE SUE LEGHE LEGHE β 9Si ottengono con alte percentuali di V e Cr 9Trattabili termicamente con tempra e invecchiamento 9Raggiungono carichi di rottura di 1500 MPa Leghe di maggior interesse: Ti-13V-11Cr-3Al Ti-8V-5Cr-1Al TITANIO E LE SUE LEGHE TECNOLOGIE DI LAVORAZIONE 9Fusione e produzione di getti 9Lavorazione a caldo 9Lavorazione a freddo 9Lavorazione per asportazione di truciolo 9Saldatura TITANIO E LE SUE LEGHE PROBLEMI DI CONTAMINAZIONE 9Enorme affinità con idrogeno, azoto, ossigeno 9Eliminazione idrogeno → Ricottura sottovuoto 9Ossigeno e azoto → Nessuna soluzione 9Temperature >650°C →Formazione strato esterno duro 9Eliminazione mediante asportazione meccanica NICHEL E LE SUE LEGHE Nichel Proprietà Proprietà fisiche Numero Atomico 28 Massa atomica 58,6943 kg/kmol Densità a 20°C 8,90 kg/dm3 Temperatura di fusione 1453 °C Coeff.di dilataz.lineare 13,1 10-6 1/K Resistività elettrica a 20°C 6,4 10-8 ohm m C.F.C. (CUBICO A FACCE CENTRATE) NICHEL E LE SUE LEGHE Nichel Proprietà Proprietà meccaniche Modulo di Young 207 GPa Modulo di rigidez. tang. 76 GPa Modulo di Poisson 0,31 Tensione di rottura 317 MPa Tensione di snervamento 76 Mpa Allungamento a rottura 30 % Durezza Vickers 75 NICHEL E LE SUE LEGHE POCESSO DI PRODUZIONE 9Scoperto nel 1751 da A.F.Cronsted 9Estratto da minerali solforati o silicei 9Estrazione concentrata in: Canada, Nuova Caledonia 9Prezzi molto variabili in relazione al mercato NICHEL E LE SUE LEGHE NICHEL PURO O BASSO LEGATO 9Proprietà dipendenti dalla purezza e dai trattamenti 9Varie qualità in funzione dell’elemento in lega : NICHEL E LE SUE LEGHE NICHEL PURO O BASSO LEGATO 9Nichel A → Placcature e manufatti chimici 9Nichel D → Resistenza attacco solforati (fino a 540°C) 9Nichel L → Consente grandi deformazioni 9Nichel Z → Resistenza alla corrosione e proprietà meccaniche eccellenti (costruzione di aste ed alberi) 9Permanickel → Conducibilità elettrica e proprietà magnetiche elevate NICHEL E LE SUE LEGHE LEGHE DI NICHEL Leghe nichel-rame Impieghi: ambienti acidi fortemente corrosivi Nomenclatura : Monel K, Monel R, Costantana Deaeratore impianto chimico Monel 400 NICHEL E LE SUE LEGHE LEGHE DI NICHEL Leghe nichel-molibdeno Impieghi: elementi soggetti a corrosione e a temperature di esercizio elevate Nomenclatura : Hastelloy B, Hastelloy C, Hastelloy N Valvola di sicurezza impianto chimico Hastelloy C NICHEL E LE SUE LEGHE LEGHE DI NICHEL Leghe nichel-silicio Impieghi: elementi sottoposti ad acido solforico a tutte le concentrazioni fino alla temperatura di ebollizione Nomenclatura : Hastelloy D Reattore produzione acidi Hastelloy D NICHEL E LE SUE LEGHE LEGHE DI NICHEL Leghe nichel-cromo Impieghi: resistenza alle alte temperature e al ciclaggio termico (turbine,diffusori razzi, tubi di scappamento) Nomenclatura : Inconel 600,Inconel X-750 Diffusore razzo NASA Scarichi motore Ferrari F1 Inconel X-750 600 NICHEL E LE SUE LEGHE LEGHE DI NICHEL Leghe nichel-cromo-molibdeno Impieghi: dispositivi metallici a contatto con acido solforico e nitrico (pompe e valvole impianti) Nomenclatura : Illium B,Illium 98, Illium G Pompa impianto acido solforico Illium 98 NICHEL E LE SUE LEGHE LEGHE DI NICHEL Leghe nichel-cromo-ferro Impieghi: resistenza alla corrosione ad elevate temperature (forni e resistenze) Nomenclatura : Incoloy 800, Incoloy 825,Incoloy T Resistenze piastra Incoloy 800 NICHEL E LE SUE LEGHE SUPERLEGHE PER IMPIEGHI PARTICOLARI Guanti missione Apollo Magneti permanenti Cromel Permalloy ZINCO E LE SUE LEGHE Zinco Proprietà Proprietà fisiche Numero Atomico 30 Massa atomica 65,37 kg/kmol Densità a 20°C 7,13 kg/dm3 Temperatura di fusione 419,5 °C Coeff.di dilataz.lineare 31,2 10-6 1/K Resistività elettrica a 20°C 5,91 10-8 ohm m E.C. (ESAGONALE COMPATTO) ZINCO E LE SUE LEGHE Zinco Proprietà Proprietà meccaniche Modulo di Young 96,5 GPa Modulo di rigidez. tang. - Modulo di Poisson - Tensione di rottura 27,6 MPa Tensione di snervamento - Allungamento a rottura 40% Durezza Vickers 30 ZINCO E LE SUE LEGHE MINERALI CONTENENTI ZINCO 9 Blenda o solfuro di zinco ZnS 9 Smithsonite o carbonato di zinco ZnCO3 9 Calamina o silicato di zinco Zn2SiO4.H2O ZINCO E LE SUE LEGHE PROCESSO DI PRODUZIONE 9 Utilizzato sin dall’antichità ma riconosciuto come metallo solo nel XVI secolo 9 Prodotto con due metodi: 1) Metodi termici ed elettrotermici (dopo arricchimento) 2) Riduzione dello ione Zn2+ mediante elettrolisi ZINCO E LE SUE LEGHE PROCESSO TERMICO 1) Arricchimento del minerale 2) Arrostimento del minerale per ottenere ossido di zinco 3) Riduzione dell’ossido a zinco metallico: 1) Processo a storte orizzontali 2) Processo a storte verticali 4) Affinazione per fusione o distillazione (zinco iperpuro) ZINCO E LE SUE LEGHE PROCESSO A STORTE ORIZZONTALI 9 In eccesso di carbone con temperature di 1100 °C si ha la reazione: ZnO + C = Zn + CO 9 Forti perdite di zinco per fughe di vapore dai pori delle storte (circa 20%) ZINCO E LE SUE LEGHE PROCESSO A STORTE VERTICALI 9Storte di dimensioni molto più grandi 9Capacità di ogni condensatore di circa 1ton di zinco 9Processo a carica continuo dall’alto 9Eliminazione delle perdite di vapori ZINCO E LE SUE LEGHE CLASSIFICAZIONE ZINCO ZINCO COMMERCIALE 9Deformazione plastica: Contenitori per pile Occhielli ,targhe 9Puro: Rivestire acciaio(zincatura) LEGHE DI ZINCO 9Leghe da deformazione plastica 9Leghe da fonderia ZINCO E LE SUE LEGHE ZINCO DI PUREZZA COMMERCIALE 9 Assumere varie forme facilmente 9 Temperatura di ricristallizzazione inferiore a quella ambiente Applicazione: Rivestimento esterno di pile zincocarbone 1 = parete di Zn (che funge da anodo); 2 = setto poroso; 3 = impasto di MnO2, NH4Cl, polvere di grafite; 4 = grafite (che funge da catodo); 5 = setto isolante ZINCO E LE SUE LEGHE ZINCO DI PUREZZA COMMERCIALE 9 Purissimo serve a prevenire la corrosione dell’acciaio 9 Molti processi di rivestimento: 1) Deposizione per immersione a caldo 2) Deposizione galvanica 3) Deposizione a spruzzo del metallo fuso 4) Sherardizzazione ZINCO E LE SUE LEGHE ZINCATURA A CALDO Raffreddamento in aria o acqua Sgrassaggio delle superfici trattare Lavaggio inin acqua Ispezioneper delle superfici trattate Decapaggio in Flussaggio soluzione diacide cloruro di ammonio Zincatura immersione in da zinco fuso a150° circaC)450° C Essiccazione esoluzioni preriscaldamento (circa ZINCO E LE SUE LEGHE LEGHE DI ZINCO Leghe da deformazione plastica 9 Aggiunte di cadmio e piombo aumentano durezza e resistenza meccanica 9 Aggiunte di rame e magnesio aumentano la resistenza al creep Applicazione: Applicazione: Rivestimenti interniguide di bare Tettoie corrugate, e grondaie ZINCO E LE SUE LEGHE LEGHE DI ZINCO Leghe da fonderia 9 Leghe zinco-alluminio 9 Invecchiati subiscono fenomeni di rafforzamento 9 Resistenza meccanica discreta (300MPa) fino ai 100°C Applicazione: Applicazione: Morsetto da falegname in lega Maniglia per porta in lega ZAMAK ZAMAK Z 410 RAME E LE SUE LEGHE Rame Proprietà Proprietà fisiche Numero Atomico 29 Massa atomica 63,54 kg/kmol Densità a 20°C 8,96 kg/dm3 Temperatura di fusione 1083 °C Coeff.di dilataz.lineare 17,0 10-6 1/K Resistività elettrica a 20°C 1,69 10-8 ohm m C.F.C. (CUBICO A FACCE CENTRATE) RAME E LE SUE LEGHE Rame Proprietà Proprietà meccaniche Modulo di Young 117 GPa Modulo di rigidez. tang. - Modulo di Poisson - Tensione di rottura 216 MPa Tensione di snervamento 48 MPa Allungamento a rottura 48% Durezza Vickers 30 RAME E LE SUE LEGHE MINERALI CONTENENTI RAME 9 Calcopirite 9 Bornite RAME E LE SUE LEGHE PROCESSO DI PRODUZIONE RAME E LE SUE LEGHE CLASSIFICAZIONE DEL RAME 9 Rame raffinato (rame>99,99%) 9 Rame basso legato (rame>99%) Rame raffinato: Rame basso legato: 1) Rame contenente ossigeno 1) Rame all’argento 2) Rame disossidato 3) Rame esente da ossigeno 2) Rame al tellurio 3) Rame allo zolfo 4) Rame all’arsenico RAME E LE SUE LEGHE RAME CONTENENTE OSSIGENO (tough pitch) 9 Ossigeno sotto forma di ossidulo di rame (0,02-0,05%) 9 L’ossigeno facilità la lavorabilità a caldo 9 L’ossigeno ha effetti benefici sulla conducibilità elettrica Nomenclatura: Cu-ETP “electrolytic tough pitch” Cu-FRTP “fire refined tough pitch” RAME E LE SUE LEGHE RAME DISOSSIDATO 9 Si ottiene per aggiunta di riducenti nel metallo liquido 9 Si utilizza come riducente prevalentemente il fosforo 9 Il fosforo riduce la conducibilità elettrica Nomenclatura: Cu-DLP “deoxidized low phosphorus” Cu-DHP “deoxidized high phosphorus” RAME E LE SUE LEGHE RAME ESENTE DA OSSIGENO 9 Si ottiene elettroliticamente da catodi purissimi 9 Il processo avviene sottovuoto o in atmosfera protetta 9 Il rame prodotto non contiene ossidulo e disossidante Nomenclatura: Cu-OFE “oxygen free electronic” Cu-OF “oxygen free” RAME E LE SUE LEGHE RAME BASSO LEGATO 9 Rame all’argento Cu-LSTP “low silver tough pitch” Ag=0,02-0,12% Cu-HSTP “high silver tough pitch” Ag=0,12-0,25% Cu-OFS “oxygen free silver” Ag=0,027-0,12% Proprietà: 9 Mantiene un conducibilità molto elevata 9 Innalza la temperatura di ricristallizzazione 9 Aumenta la resistenza allo scorrimento viscoso a caldo RAME E LE SUE LEGHE RAME BASSO LEGATO 9 Rame al tellurio o allo zolfo CuTe Te=0,4-0,6% CuS S=0,2-0,5% Entrambe favoriscono la produzione di trucioli corti 9 Rame all’arsenico Cu-DPA “deoxidized phosphorus arsenical” Migliora la resistenza all’ossidazione a caldo Innalza la temperatura di ricristallizzazione RAME E LE SUE LEGHE LEGHE DI RAME 1) Ottoni, leghe di rame e zinco, si suddividono in: 1.1) Ottoni α 1.2) Ottoni α + β 2) Bronzi, leghe di rame e un altro metallo si hanno: - Bronzi allo stagno - Bronzi al silicio - Bronzi all’alluminio (cuproallumini) - Bronzi al berillio 3) Cupronichel, leghe di rame e nichel 4) Metalli bianchi, leghe di rame, nichel e zinco RAME E LE SUE LEGHE PROPRIETA’ GENERALI DELLE LEGHE DI RAME 9 Proprietà meccaniche Le leghe sono più dure e più resistenti del metallo puro In alcuni casi sono trattabili termicamente 9 Lavorabilità Le leghe sono più lavorabili del metallo puro Il rame puro è troppo dolce e tenace per le macchine CNC 9 Resistenza alla corrosione Le leghe sono meno resistenti del metallo puro RAME E LE SUE LEGHE OTTONI α 9 Si suddividono in: Ottoni α rossi: basso tenore di zinco (dal 5 al 20%) Ottoni α gialli: alto tenore di zinco (dal 20 al 36%) 9 I rossi sono facilmente lavorabili e resistenti alla corrosione 9 I gialli divengono molto resistenti se incruditi ma sono suscettibili a diverse forme di corrosione RAME E LE SUE LEGHE OTTONI α+β 9 Hanno tenori di zinco molto elevati (tra il 35 e il 40%) 9 Sono trattabili termicamente con passaggio da una struttura all’altra RAME E LE SUE LEGHE BRONZI ALLO STAGNO 9 Hanno tenori di stagno compresi tra 1 e 11% 9 C’è sempre del fosforo aggiunto come disossidante 9 Sono caratterizzati da alta resistenza meccanica 9 Hanno basso coefficiente di attrito dinamico Applicazioni: Fili, lamiere, monete, ingranaggi e cuscinetti RAME E LE SUE LEGHE BRONZI AL SILICIO 9 Hanno tenori di silicio compresi tra 1 e 6% 9 C’è sempre un terzo elemento come: stagno, zinco,ferro 9 Non sono trattabili termicamente 9 All’aumentare del tenore di Si aumenta la resistenza meccanica Applicazioni: Viteria, bulloneria, carburatori, scambiatori di calore RAME E LE SUE LEGHE BRONZI ALL’ALLUMINIO (CUPROALLUMINI) 9 Sono leghe rame alluminio con almeno il 50% di rame 9 Si suddividono in binari e complessi 9 Hanno ottima resistenza meccanica e alla corrosione 9 I complessi sono leghe “a memoria di forma” Applicazioni: Elettrodi di saldatura, tubi in acqua di mare, steli di valvole, Ingranaggi, cuscinetti e bronzine RAME E LE SUE LEGHE BRONZI AL BERILLIO 9 Hanno tenori di berillio compresi tra 0,3 e 2,7% 9 Sono rare a causa dell’elevato costo del berillio 9 Sono trattabili termicamente tramite invecchiamento 9 Hanno buona resistenza a sollecitazioni di fatica Applicazioni: Molle, contatti, bulloneria, utensili antiscintilla RAME E LE SUE LEGHE CUPRONICHEL 9 Sono leghe con tenore di nichel fino al 50% 9 E’ spesso presente un terzo elemento: zinco, argento 9 Non sono trattabili termicamente 9 Elevatissima resistenza alla corrosione Applicazioni: Medaglie e monete, rivestimenti di proiettili, serbatoi RAME E LE SUE LEGHE METALLI BIANCHI 9 Sono leghe ternarie rame-nichel-zinco 9 Hanno tipica colorazione bianca simile all’argento 9 Caratteristiche meccaniche molto elevate (R=800 MPa) 9 La colorazione ne ha favorito l’utilizzo ornamentale Applicazioni: Saracinesche, molle, bronzine, vasellame, posateria RAME E LE SUE LEGHE BRONZI
