I METALLI E LE LEGHE. Materie prime (minerali), caratteristiche e principali impieghi. Proprietà. Leghe metalliche.

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1 I METALLI E LE LEGHE Materie prime (minerali), caratteristiche e principali impieghi. Proprietà. Leghe metalliche.

2 Dai minerali ai metalli I METALLI sono elementi (chimici) che si trovano in natura sotto la superficie terrestre. Quasi tutti i metalli si trovano nei loro minerali ( rocce speciali con alte percentuali di metallo) insieme ad altri elementi chimici, come ossigeno, carbonio e zolfo. Si trovano in natura più raramente allo stato puro (es. l oro). Per trovare i metalli bisogna scavare nel sottosuolo in appositi impianti chiamati miniere. I metalli vengono estratti dai loro minerali attraverso una serie di lavorazioni che terminano con la fusione dei minerali al fine di ricavare i metalli che contengono. L insieme delle tecniche e dei procedimenti per l estrazione dei metalli dai rispettivi minerali prende il nome di metallurgia.

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4 I metalli più diffusi Il FERRO è il metallo più diffuso. I minerali più ricchi di ferro sono: la magnetite, l ematite, la limonite, la siderite e la pirite. L ALLUMINIO è il terzo elemento più abbondante sulla Terra, dopo l ossigeno ed il silicio. È presente in numerosi minerali, ma si ricava esclusivamente dalla bauxite. Il RAME è uno dei metalli di maggiore importanza nel campo dell elettricità. Si ricava da diversi minerali, ma principalmente da calcocite e calcopirite.

5 I metalli nobili (più rari) I metalli nobili sono i metalli preziosi: oro, argento, platino e titanio. L argento puro è tenero e poco resistente. L uomo usa l argento in lega con il rame per produrre oggetti preziose: monete, vassoi, posate, ecc. L oro è un metallo importantissimo il cui valore serve a stabilire i prezzi delle merci. L uomo usa l oro in lega con il rame e l argento per fabbricare gioielli. Il platino è più pesante dell oro e anch esso serve per fare gioielli. Il titanio è un metallo molto diffuso in natura. Il titanio è prezioso perché costa molto estrarlo dalle rocce. Il titanio è resistente come l acciaio ma molto più leggero. L uomo usa il titanio per costruire parti di aerei e navette per il volo spaziale.

6 Le principali caratteristiche dei metalli I metalli sono solidi a temperatura ambiente, eccetto il mercurio che è liquido; hanno un aspetto lucente; sono buoni conduttori di calore e di elettricità; sono duttili e malleabili (cioè possono essere ridotti rispettivamente in fili e lamine sottili). I metalli quando vengono sottoposti a calore diventano plastici, cioè si possono piegare, stampare, bucare e tagliare senza utilizzare grandi quantità di energia termica e possono assumere tantissime forme. Inoltre i metalli soddisfano tutte le proprietà meccaniche: elasticità, durezza, resistenza alla compressione, resistenza alla flessione, tenacità, resistenza alla trazione.

7 Le principali proprietà dei metalli

8 Le LEGHE METALLICHE I metalli si possono mescolare tra loro o con altri elementi per ottenere nuovi materiali chiamati leghe. Dunque le leghe metalliche sono composte da due o più elementi: uno di questi deve essere un metallo. Una lega metallica non è un metallo, ma è un nuovo materiale che ha lo scopo di migliorare alcune proprietà del prodotto finale rispetto al/ai metallo/i di partenza. Le leghe metalliche possono essere classificate, in base alla presenza o meno del ferro, in leghe ferrose e leghe non ferrose. La Ghisa leghe ferrose L Acciaio Il Bronzo Le Leghe di alluminio leghe non ferrose L Ottone

9 L ALLUMINIO E LE LEGHE DI ALLUMINIO L ALLUMINIO è un metallo di colore bianco molto leggero e molto resistente (alla corrosione). È un ottimo conduttore di calore ed elettricità. L uomo ricava l alluminio da un minerale chiamato bauxite. Si fonde facilmente e si ricicla bene. È usato per fare lattine e contenitori ma anche nell industria aeronautica (a parità di volume, pesa circa 1/3 del rame e dell acciaio), nell edilizia e in altri svariati settori economici. Le leghe di alluminio sono leggere ma resistenti e per questo sono dette anche leghe leggere. Si usano nella fabbricazioni di automobili e di aerei. Il duralluminio è la lega di alluminio più usata.

10 IL RAME E LE LEGHE DI RAME Il RAME è un metallo molto resistente alla corrosione e un ottimo conduttore elettricità. È molto duttile e malleabile ma difficilmente fusibile. È riciclabile. È usato per fabbricare apparecchiature elettriche e fili elettrici. L uomo ricava il rame da diversi minerali come la calcocite. Le leghe del rame sono l ottone e il bronzo. L ottone è una lega di rame e zinco. L uomo usa l ottone per fare rubinetti, viti, bulloni, lampadari, parti di macchine che stanno a contatto con l acqua. Il bronzo è una lega di rame e stagno. L uomo usa il bronzo per produrre monete, ingranaggi, campane, strumenti musicali (trombe, sassofoni, ecc.).

11 IL FERRO E LE LEGHE FERROSE Il FERRO ha una temperatura di fusione di circa 1500 C. Allo stato puro non ha buone qualità e quindi si usa il ferro per fare le leghe. L uomo ricava il ferro da diversi minerali come l ematite. Le leghe del ferro sono la ghisa e l acciaio. La ghisa è una lega di ferro e carbonio (dove il contenuto di carbonio varia dal 2 al 4%). La ghisa è usata soprattutto per produrre acciaio. L acciaio è una lega di ferro e carbonio (dove il contenuto di carbonio è inferiore al 2%). L acciaio è facile da lavorare, elastico, resistente. È molto usato nell industria.

12 LA SIDERURGIA DELLE LEGHE FERROSE I minerali di ferro sono portati al centro siderurgico che estrae il ferro da questi minerali e lo lavora. (la siderurgia è la metallurgia applicata al ferro) I prodotti che si ottengono da questa lavorazione sono le leghe ferrose di ghisa e acciaio. La ghisa è fragile ma fonde più facilmente dell acciaio. Ha una buona resistenza alla corrosione. Non è malleabile. L acciaio è duro e resistente. È malleabile, facilmente saldabile, ma resiste poco alla corrosione. Per questo motivo si aggiungono, all acciaio comune, piccole quantità di Cromo ad ottenere la lega di acciaio inox (che appartiene alla categoria di acciai speciali).

13 FERRO CARBONIO (2-4%) CARBONIO (0-2%) GHISA ACCIAIO Grazie per l attenzione.