Materiali metallici
Materiali metallici comuni sono policristallini!
Sistemi cristallini e Reticoli di Bravais
Legame metallico
(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...
Cubica a facce centrate (CFC) 4 atomi per cella 12 numero di coordinazione 0.74 fattore di compattazione atomica
Cubica a facce centrate (CFC)
Cubica a facce centrate (CFC)
Cubica a corpo centrato (CCC) 2 numero di atomi per cella 8 numero di coordinazione 68 % fattore di compattazione atomica
Cubica a corpo centrato (CCC)
Cubica a corpo centrato (CCC)
Esagonale compatta (EC) 6 numero di atomi per cella 12 numero di coordinazione 0.74 fattore di compattazione atomica 1.633 valore teorico di c/a
Esagonale compatta (EC)
Esagonale compatta (EC) vs cubica a facce centrate (CFC) EC CFC
Cubica a corpo centrato(ccc) CCC
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 63.54 g/mole e raggio atomico 0.1278 nm, calcolare la densità del rame.
Esercizi tipo Calcolare il volume della cella elementare esagonale compatta (EC) dello Zn sapendo che a=0.2665 nm e c=0.4947 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.
In sintesi
Polimorfismo o allotropia
Forme allotropiche del ferro
I materialimetallicisono perfetti?
Difetti (o irregolarità reticolari) in solidi metallici (a) difetti di punto (b) difetti di linea o 1-D (c) difetti 2-D
(a) Difetti di punto (1) sito reticolare vacante (vacanza) (2) atomi interstiziali (3) atomi sostituzionali
Vacanza
Soluzioni solide
Difetti (o irregolarità reticolari) in solidi cristallini (a) difetti di punto (b) difetti di linea o 1-D (c) difetti 2-D
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
Dislocazione a spigolo
Dislocazione a vite
Dislocazione mista o ibrida
Difetti (o irregolarità reticolari) in solidi metallici (a) difetti di punto (b) difetti di linea o 1-D (c) difetti 2-D
Tecnologiediformatura primaria di Fonderia materialimetallici Metallurgia delle polveri Lavorazione plastica Laminazione Estrusione Forgiatura Trafilatura
Difetti di superficie (bordi di grano) Difetti 2-D presenti in materiali policristallini che separano grani (cristalli) di diversa orientazione.
In conclusione
(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
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)
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)
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)
(a) lega metallica a due componenti completamente miscibili allo stato liquido ed allo stato solido
Trasformazioni invarianti (N=0) in diagrammi di stato binari
(b) lega metallica a due componenti completamente miscibili allo stato liquido ed parzialmente miscibili allo stato solido
In generale i diagrammi di stato binari sono più complessi
Diagramma di stato binario Mg-Pb
Diagramma di stato binario Fe-C