Materiali metallici comuni sono policristallini!

Transcript

1 Materiali metallici

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3 Materiali metallici comuni sono policristallini!

4 Sistemi cristallini e Reticoli di Bravais

5 Legame metallico

6 (a) Materiali metallici puri (a) cubica a facce centrate (CFC) Cu, Ni, Ag, Au, Fe γ,... (b) cubica a corpo centrato (CCC) Fe α, Cr, W, Mo... (c) esagonale compatta (EC) Zn, Cd, Co, Ti...

7 Cubica a facce centrate (CFC) 4 atomi per cella 12 numero di coordinazione 0.74 fattore di compattazione atomica

8 Cubica a facce centrate (CFC)

9 Cubica a facce centrate (CFC)

10 Cubica a corpo centrato (CCC) 2 numero di atomi per cella 8 numero di coordinazione 68 % fattore di compattazione atomica

11 Cubica a corpo centrato (CCC)

12 Cubica a corpo centrato (CCC)

13 Esagonale compatta (EC) 6 numero di atomi per cella 12 numero di coordinazione 0.74 fattore di compattazione atomica valore teorico di c/a

14 Esagonale compatta (EC)

15 Esagonale compatta (EC) vs cubica a facce centrate (CFC) EC CFC

16 Cubica a corpo centrato(ccc) CCC

17 Esercizi tipo Calcolare il fattore di compattazione atomica (FCA) per la cella elementare CFC, assumendo gli atomi sferici. FCA = volume atomi per cella elementare CFC volume della cella CFC Il rame (Cu) ha struttura CFC. Sapendo che massa molare è pari g/mole e raggio atomico nm, calcolare la densità del rame.

18 Esercizi tipo Calcolare il volume della cella elementare esagonale compatta (EC) dello Zn sapendo che a= nm e c= nm. Calcolare il fattore di compattazione atomica (FCA) per la cella elementare CCC, assumendo gli atomi sferici. Il Molibdenoha struttura CCC,densità 10.2g/cm 3 e massa molare pari a 95,94 g/mole. Calcolare il raggio atomico ed il fattore di compattazione atomica (FCA). Il Ferro a 20 Cha strutturaccc. Calcolarela costante reticolare a della cella elementare del ferro, sapendo che il raggio atomico delferro è pari a 0.124nm.

19 In sintesi

20 Polimorfismo o allotropia

21 Forme allotropiche del ferro

22 I materialimetallicisono perfetti?

23 Difetti (o irregolarità reticolari) in solidi metallici (a) difetti di punto (b) difetti di linea o 1-D (c) difetti 2-D

24 (a) Difetti di punto (1) sito reticolare vacante (vacanza) (2) atomi interstiziali (3) atomi sostituzionali

25 Vacanza

26 Soluzioni solide

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32 Difetti (o irregolarità reticolari) in solidi cristallini (a) difetti di punto (b) difetti di linea o 1-D (c) difetti 2-D

33 Difetti di linea (o dislocazioni) Perturbazione nella disposizione atomica all interno di un cristallo nell'intorno di una linea detta linea di dislocazione. (a) dislocazione a spigolo (b) dislocazione a vite (c) dislocazioni miste

34 Dislocazione a spigolo

35 Dislocazione a vite

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37 Dislocazione mista o ibrida

38 Difetti (o irregolarità reticolari) in solidi metallici (a) difetti di punto (b) difetti di linea o 1-D (c) difetti 2-D

39 Tecnologiediformatura primaria di Fonderia materialimetallici Metallurgia delle polveri Lavorazione plastica Laminazione Estrusione Forgiatura Trafilatura

40 Difetti di superficie (bordi di grano) Difetti 2-D presenti in materiali policristallini che separano grani (cristalli) di diversa orientazione.

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42 In conclusione

43 (b) Lega metallica:definizione Lega: combinazione di atomi, ioni o molecole a formare un materiale le cui proprietà differiscono da quelle dei costituenti (o componenti). lega monofasica lega polifasica Lega metallica: miscela solida mono o polifasica composta da2 o piùelementi di cui almeno uno, l elemento principale, è un metallo. Componenti di una lega metallica: totalmente miscibili (soluzioni solide sostituzionali o interstiziali) parzialmente miscibili totalmente immiscibili

44 Leghe metalliche Miscela solida mono o polifasica composta da 2 o più elementi di cui almeno uno, l elemento principale, è un metallo. Esempi: Acciai (leghe Fe-C con tra 0.06% e 2.06 %C), Ghise (leghe Fe-C con tra 2.06% e 6.67 %C), Bronzo (leghe Cu-Sn) Ottone(leghe Cu-Zn)

45 Composizione di leghe metalliche Esempi: leghe binarie! Esempi: leghe ternarie! Acciai(leghe Fe-C con tra 0.06% e 2.06 %C), Ghise(leghe Fe-C con tra 2.06% e 6.67 %C), Bronzo(leghe Cu-Sn) Ottone(leghe Cu-Zn)

46 Diagrammi di stato binari (C=2) (a)legametallica a due componenti completamente miscibili allo stato liquido ed allo stato solido (b) lega metallica a due componenti completamente miscibili allo stato liquido e parzialmente miscibili allo stato solido (diagramma di stato con eutettico)

47 (a) lega metallica a due componenti completamente miscibili allo stato liquido ed allo stato solido

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52 Trasformazioni invarianti (N=0) in diagrammi di stato binari

53 (b) lega metallica a due componenti completamente miscibili allo stato liquido ed parzialmente miscibili allo stato solido

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59 In generale i diagrammi di stato binari sono più complessi

60 Diagramma di stato binario Mg-Pb

61 Diagramma di stato binario Fe-C