Tecn_Metalli_2_non ferrosi

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Si dicono materiali non ferrosi , tutti quei materiali che
non contengono ferro, ma sono costituiti da altri materiali o
loro leghe.
I metalli non ferrosi si distinguono in:
• pesanti, se hanno massa volumica 5 Kg/dm3
.
• leggeri, se hanno massa volumica 5 Kg/dm3
.
• ultraleggeri, se hanno massa volum. 2 Kg/dm3
.
TABELLA ORDINATA SECONDO LA MASSA VOLUMICA
Metallo massa volumica Metallo massa volumica
1. platino 21,45 11. nichel 8.90
2. oro 19,30 12. cadmio 8,65
3. tungsteno 19,00 13. ferro 7,87
4. mercurio 13,60 14. manganese 7,44
5. palladio 12,00 15. stagno 7,28
6. piombo 11,35 16. cromo 7,19
7. argento 10,49 17. zinco 7,13
8. molibdeno 10,20 18. titanio 4,51
9. rame 8,96 19. alluminio 2,70
10. cobalto 8,90 20. magnesio 1,74
MATERIALI METALLICI NON FERROSI
Materiali non ferrosi
PESANTI LEGGERI ULTRALEGG.
Rame e sue leghe
Piombo
Nichel
Stagno
Cromo
zinco
Alluminio e sue
Leghe.
titanio
Magnesio

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PRODUZIONE DEI METALLI NON FERROSI
In natura solo alcuni metalli si trovano allo stato puro.
Tutti gli altri metalli si trovano combinati con altri elementi
non metallici (ossigeno, zolfo , carbonio e silicio) nei
minerali.
Per ottenere un metallo bisogna estrarre il minerale dalle
miniere, depurarlo e poi fonderlo o sottoporlo a
procedimenti elettrochimici.
Di seguito indichiamo, come esempio, le fasi principali
attraverso le quali si ottiene l’alluminio (Al).
L’alluminio puro si ricava dalla bauxite. Il
processo Bayer avviene in due fasi:
1. estrazione dell’allumina
dalla bauxite;
2.produzione dell’alluminio con procedimento
elettrolitico. ( vedi fig. sottostante)
PROCEDIMENTO DI PRODUZIONE DELL’ALLUMINIO
1 fase
2 fase

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L’ALLUMINIO
È il più importante dei metalli non ferrosi, molto diffuso in
natura (è il terzo elemento in ordine di abbondanza – dopo
l’ossigeno e il silicio – e il primo tra i metalli).
È di colore bianco argenteo.
PROPRIETA’ DELL’ALLUMINIO
Le proprietà particolari dell’alluminio sono:
leggerezza;
alta conduttività termica ed elettrica;
buona plasticità sia a caldo che a freddo;
buona fusibilità, malleabilità e tenacità;
ottima resistenza alla corrosione;
eccellente capacità di formare leghe.
LEGHE DI ALLUMINIO
Le proprietà dell’alluminio migliorano notevolmente con
l’aggiunta di altri elementi di lega, anche in percentuali
molto basse.
L’alluminio può formare leghe con vari metalli come:
Rame, magnesio, silicio, manganese, zinco,
cromo e titanio.

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LEGHE DI ALLUMINIO
Si definiscono leghe di alluminio ( o leghe leggere) le leghe
aventi come componente principale l’alluminio e una massa
volumica a 5Kg/dm3
.
Dal punto di vista di utilizzazione le leghe si suddividono
in:
leghe per getti;
leghe per lavorazione plastica.
TABELLA RIASSUNTIVA
Tipo di lega Caratteristiche Esempi d’impiego
Alluminio-rame
Adatte per getti e per
lavorazione plastica.
Scarsa resistenza alla
corrosione.
Pistoni per motori. Laminati e
profilati per strutture
sollecitate.
Alluminio-silicio Leghe per getti. Ottima
colabilità e resistenza agli
agenti atmosferici.
Getti di forma complessa.
Componenti per motori
endotermici.
Alluminio-silicio-
magnesio
Leghe per lavorazione
plastica.
Buona resistenza alla
corrosione, scarsa
saldabilità.
Profilati estrusi per
serramenti.
Laminati e trafilati resistenti
alla corrosione.
Alluminio-
magnesio
Adatte per getti e
lavorazioni plastiche.
Modesta resistenza
meccanica, buona
saldabilità e resistenza
alla corrosione in
ambiente marino.
Per getti pressofusi con
elevata resistenza alla
corrosione.
Impiegate nell’industria navale
e chimica, in edilizia e
arredamento.
Alluminio-zinco Leghe per getti. Buona
resistenza meccanica.
Temprabili.
Lega per usi generali,
migliorabili con la tempra.
Queste leghe sono impiegate
nell’industria meccanica,
elettromeccanica e automobil.
Alluminio-zinco-
magnesio
Leghe per lavorazione
plastica, bonificabili. Alta
resistenza meccanica,
scarsa resistenza alla
corrosione.
Laminati e profilati per alte
resistenze, con giunzioni
meccaniche.

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METALLI LEGGERI
I metalli leggeri hanno massa volumica a 5 Kg/dm3.
I più importanti, sono il titanio, l’alluminio e il berillio.
Il Titanio (Ti) e le sue leghe
È un metallo di colore bianco-argenteo, dotato di elevate
caratteristiche meccaniche, molto resistente alla corrosione
e al calore, che si ricava da un minerale chiamato rutilo.
La produzione e lavorazione del titanio richiedono tecniche
impegnative e quindi costose. Il suo prezzo è di circa sei
volte quello dell’alluminio. Principali caratteristiche sono la
leggerezza, la durezza e l’elevata resistenza meccanica.
Le leghe del titanio con l’alluminio, il cromo e il vanadio si
impiegano per costruire fusoliere di aerei ultrasonici,
palette di turbine a vapore, antenne radar, satelliti
artificiali, biciclette ad elevate prestazioni.
MATERIALI E LEGHE ULTRALEGGERE
MAGNESIO
Il magnesio puro (al 99,8%) è molto tenero e di
aspetto bianco argenteo.
Bassissima resistenza meccanica e alla corrosione.
Può formare leghe con l’alluminio, con lo zinco e con il
manganese. Queste leghe vengono definite ultraleggere
quando la massa volumica è a 2 Kg/dm3
.
Quando le leghe del magnesio vengono lavorate per
asportazione di truciolo, può capitare che i trucioli
prendano fuoco spontaneamente.
Per spegnere incendi provocati dal magnesio non bisogna
mai usare l’acqua, in quanto può dar luogo a fiammate
esplosive. È necessario impiegare estintori a polveri.
È impiegato anche come combustibile nei fuochi d’artificio.

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L’alluminio ha degli indubbi vantaggi, (rapporto leggerezza-
resistenza, conducibilità termica ed elettrica, amagneticità
ecc.), ma la produzione dell’alluminio richiede di contro un
elevato dispendio di energia.
Inoltre è una produzione altamente inquinante.
Per produrre l’alluminio necessario a costruire una lattina
da 33 cl del peso di 16 grammi vengono inquinati:
38 metri cubi di aria;
18 litri di acqua ( 53 volte la sua capienza);
30 centimetri cubi di suolo;
inoltre la produzione di una lattina:
genera circa 800 grammi di rifiuti, in parte anche
tossico-nocivi;
produce 24 grammi di anidride carbonica;
emissione di CFC-14 e di CFC-116 che rimangono in
atmosfera per 10.000 anni ed hanno un potenziale
di danneggiamento 8000 volte maggiore di quello
dell’anidride carbonica in termini di effetto serra;
richiede in termini energetici un consumo di
petrolio equivalente a 5 volte il proprio peso.
Inoltre il riciclaggio di una tonnellata di alluminio emette
una quantità di diossina 80 volte superiore
all’incenerimento della stessa quantità di rifiuti.
In Italia se ne gettano ogni anno circa un miliardo e
mezzo di lattine.
In Danimarca è proibito utilizzare contenitori in alluminio
per le bevande.
PRODUZIONE E RICICLAGGIO DELL’ALLUMINIO
IL ROVESCIO DELLA MEDAGLIA

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I metalli non ferrosi pesanti sono quelli che hanno massa
volumica a 5Kg/dm3
.
I primi metalli pesanti utilizzati dall’uomo furono il
rame, lo zinco, il piombo e lo stagno.
Negli ultimi duecento anni l’uomo ha utilizzato anche
altri metalli pesanti tra cui il nichel, il tungsteno, il
cromo, il manganese ecc.
Sono pesanti anche i cosiddetti metalli nobili (oro,
argento e platino).
TABELLA DEI MATERIALI NON FERROSI PESANTI
Nome
Simbolo
Chimico
Massa
volumica
In
Kg/dm
3
Punto
di
fusione
Resistenza
a
trazione
in
N/mm
2
Piombo
Rame
Nichel
Stagno
zinco
Pb
Cu
Ni
Sn
Zn
11,35
8,96
8,90
7,28
7,13
327
1084
1452
232
419
40 …120
150..200
450..470
__
30..40
IL RAME E LE SUE LEGHE
Il rame è un metallo di colore rosso-bruno e di
splendore metallico.
È presente in quantità diverse in almeno 165 minerali
tra cui – Cuprite – Calcopirite – Malachite ecc. ecc.
Il rame è uno dei metalli non ferrosi più usati perché,
sia puro che in lega, ha proprietà che lo rendono
utilissimo in molti campi.
MATERIALI METALLICI NON FERROSI
I METALLI PESANTI

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PROPRIETA’ E IMPIEGHI
del rame e delle sue leghe
proprietà
Conducibilità elettrica
Conducibilità termica
Resistenza alla corrosione
Plasticità
Saldabilità
Truciolabilità
Colabilità
Elevata
Buona
Ottima
Elevata
Buona
Mediocre
Difficile
Il rame può formare leghe con vari metalli, tra i quali:
Zinco, alluminio, stagno, nichel, piombo.
Si definiscono leghe di rame le leghe contenenti almeno il
50% di rame; tra queste , le più importanti sono:
Gli ottoni e i bronzi
Oltre a queste il rame da origine anche ad altre leghe tra
cui le più importanti sono:
Le alpacche – i cuprallumini – i cupronichel

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Leghe rame – zinco ( ottoni)
Gli ottoni sono facilmente lavorabili e resistono bene alla
corrosione.
Vengono impiegati nelle costruzioni navali e nella
produzione di rubinetteria.
Leghe rame – stagno ( bronzi)
I bronzi sono stati per lungo tempo considerati le più
importanti leghe del rame.
Sono leghe da fusione e resistenti alla corrosione.
Sono utilizzati per produrre statue ed oggetti d’arte,
campane, monete, componenti per l’industria navale.
Leghe rame – zinco - nichel( alpacche)
Si possono lavorare plasticamente a freddo alla pressa.
Sono impiegate per oggetti d’arte e ornamentali, contatti
elettrici, chiavi ecc.
Leghe rame – alluminio ( cuprallumini)
Molto resistenti alle sollecitazioni meccaniche e alla
corrosione, usati per serbatoi, autoclavi, tubazioni ecc.
Leghe rame – nichel ( cupronichel)
Ottime proprietà meccaniche ed alla corrosione marina.
Utilizzata negli impianti di desalinizzazione e per le chiglie
delle navi.
Questa lega detta anche nichelina è impiegata nella
fabbricazione dei fili per le resistenze elettriche e per
monete.