Tecnologia_Proprietà Tecnologiche e Meccaniche dei materiali

1. https://spazio-tempo-luce-energia.it/lerrore-da-328-milioni-di-dollari-dde082a1b70b
https://it.wikipedia.org/wiki/Mars_Climate_Orbiter
Il diagramma mostra le differenze tra la
manovra di ingresso in orbita prevista e quella
effettivamente condotta dalla sonda.

2. https://www.youtube.com/watch?v=c6p2OV4wg0A&list=PLBC4B633346724051&index=6
https://www.youtube.com/watch?v=3sLXr5dKO8k&list=PLBC4B633346724051&index=41&ab_channel=TecnologiaDuepuntozero
https://www.youtube.com/watch?v=DLE7ONges1c&ab_channel=gabrielesposato
VIDEO: L'ACCIAIO, LA LAVORAZIONE
VIDEO: COME VIENE PRODOTTO L'ACCIAIO? (italiano)
VIDEO: LEGHE DI FERRO, ACCIAIO E GHISA
VIDEO: L'ALTOFORNO
https://www.youtube.com/watch?v=nz2D1hnZZCo&ab_channel=LDS

3. Cosa sono?
I
Introduzione allo studio dei
Materiali

4. I Materiali
La scienza dei materiali riguarda la conoscenza di base della struttura interna, delle proprietà e delle lavorazioni dei
materiali. La tecnologia dei materiali riguarda l’applicazione della conoscenza ottenuta dalla scienza dei materiali
per convertire i materiali in prodotti
Conoscenze
risultanti
della struttura e
delle proprietà
Conoscenze
applicate dei
materiali
Scienza dei Materiali
Scienza e Tecnologia
dei Materiali Tecnologia dei Materiali
Conoscenze
di base dei
materiali
I materiali possono essere definiti come sostanze dalle quali ogni cosa è composta o fatta.
Otteniamo materiali dalla crosta terrestre e dall’atmosfera
Esempi: Silicio e Ferro costituiscono rispettivamente il 27.72 ed il 5.00 % in peso della crosta terrestre.
Azoto e Ossigeno costituiscono rispettivamente il 78.08 ed il 20.95 % in volume dell’aria secca.
La produzione e la lavorazione dei materiali costituiscono una parte molto importante della nostra economia. Gli
ingegneri scelgono i materiali adeguati per un progetto. Occorrono nuovi materiali per alcune nuove applicazioni.

5. Materiali Metallici
Composti da uno o più elementi metallici
 Esempi: Ferro, Rame, Alluminio.
Un elemento metallico può combinarsi
con elementi non metallici  Esempi: Carburo di Silicio, Ossido di Ferro
Inorganici, hanno struttura cristallina
Buoni conduttori termici ed elettrici.
Metalli e Leghe
Ferrosi
Es.: Acciaio,
Ghisa
Non ferrosi
Es.: Rame,
Alluminio
I Materiali

6. Materiali polimerici (plastiche)
Molecole organiche per lo più non cristalline
Alcuni sono compositi da regioni cristalline e non cristalline
Scarsi conduttori elettrici, quindi utilizzati come isolanti
Resistenza meccanica e duttilità variano moltissimo
Basse densità e temperature di decomposizione
Esempi: Polivinil Cloruro (PVC), Poliesteri
Applicazioni: Dispositivi, DVD, Tessuti, etc.
I Materiali

7. Materiali Ceramici
Elementi metallici e non metallici sono legati insieme chimicamente.
Inorganici, ma possono essere cristallini, non cristallini o semicristallini.
Elevata durezza, resistenza meccanica e resistenza all’usura.
Isolanti molto buoni. Utilizzati per rivestimenti di forni per trattamenti termici e fusione di metalli.
Usati anche per lo Space Shuttle per isolarlo durante l’uscita e il rientro in atmosfera.
Altre applicazioni: abrasivi, materiali da costruzione, utensili, etc.
Esempi: Porcellana, Vetri, Nitruro di silicio.
I Materiali

8. Materiali compositi
Miscela di due o più materiali
Formati da due materiali (riempimento e matrice)
Materiali legati, non si miscelano l’uno con l’altro
Principalmente due tipologie:
 Fibroso: fibre in una matrice;
 Particolato: particelle in una matrice.
La matrice può essere metallica, ceramica o polimerica
Esempi:  Fibre di Vetro (materiale da rinforzo in una matrice di poliestere o resina epossidica)
 Calcestruzzo (ghiaia o barre di acciaio rinforzate in cemento e sabbia)
Applicazioni: Ali e motori di aerei, costruzioni
I Materiali

9. I Materiali
Materiali per l’elettronica
Non elevati per volume, ma molto importanti
Il silicio è un comune materiale per l’elettronica
Le sue caratteristiche elettriche sono variate
aggiungendo impurezze
Esempi: chip in silicio, transistor
Applicazioni: computer, circuiti
integrati, satelliti, etc.
I Materiali

10. Corso di Tecnologia dei Materiali e Chimica Applicata
Il Programma
Struttura e legame degli atomi
Struttura cristallina e amorfa
Solidificazione e imperfezioni cristalline
Processi attivati termicamente
Diffusione nei solidi
Proprietà meccaniche dei metalli
Diagrammi di stato
I materiali metallici
I materiali leganti
I materiali ceramici e i vetri
I Materiali polimerici e compositi
Il degrado dei materiali
I Materiali Naturali e la Sostenibilità

25. CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI
MATERIALI
METALLI
• Sono elementi in genere buoni conduttori di calore e di elettricità;
• hanno un aspetto lucente, sono opachi alla luce,
• presentano in varia misura plasticità e resistenza meccanica.
Sono metalli: Il ferro, l'argento, lo zinco, il cromo, il manganese, il piombo, il cobalto, il magnesio, ecc.
• sono elementi cattivi conduttori del calore e dell'elettricità
Sono non metalli lo zolfo, il fosforo, l'azoto, l'ossigeno, il carbonio, il silicio, l'antimonio, ecc.
• è costituita da due o più elementi, uno almeno dei quali è un metallo presente in quantità
preponderante rispetto agli altri elementi.
Un esempio di lega composta da un metallo con un altro metallo è l'ottone. L'ottone è costituito dai
metalli rame e zinco.
Un esempio dì lega composta da un metallo e da un non metallo è l'acciaio. L'acciaio è costituito dal
metallo ferro e dal non metallo carbonio.
NON METALLI
LEGHE
METALLICHE

26. Le norme che regolano l'esecuzione delle prove e vengono pubblicate da un
apposito Ente Nazionale chiamato UNI (Unificazione Nazionale italiana).
Il rispetto dì queste norme garantisce la validità della prova e dei suoi risultati e ne
facilita la comunicazione.
A conoscere le proprietà dei vari materiali.
Tali prove vengono eseguite sui materiali in laboratori appositamente attrezzati.
PROVE, UNIFICAZIONI, TRATTAMENTI TERMICI DEI MATERIALI
A cosa
servono?
PROVE DEI
MATERIALI
NORME
UNIFICATE
Cosa sono?
Il rispetto dì queste norme garantisce la validità della prova e dei suoi risultati
A cosa
servono?
I trattamenti termici sono riservati generalmente alle leghe metalliche (acciai,
bronzi, ottoni, leghe leggere, ecc.) perché le leghe possono subire una variazione
della loro struttura e quindi delle loro proprietà.
conseguire proprietà meccaniche e tecnologiche che sarebbe impossibile ottenere
agendo sulla composizione chimica
nel sottoporre un metallo o una lega metallica, al di sotto del punto di fusione, ad
uno o più cicli termici (di riscaldamento e di raffreddamento)
• la tempra
• la ricottura
• il rinvenimento
• la bonifica
TRATTAMENTI
TERMICI
In cosa
consistono?
Quali sono i
principali
trattamenti?
Quali materiali
vengono
sottoposti ?

27. FISICHE MECCANICHE TECNOLOGICHE
• Massa volumica
• Calorespecifico
• Dilatazione termica
• Temperaturadi fusione
• Calore latentedi
fusione
• Conduttività termica
• Conduttività elettrica
• Malleabilità
• Duttilità
• Imbutibilità
• Piegabilità
• Estrudibilità
• Fusione e colabilità
• Saldabilità
• Truciolabilità
• Temprabilità
• Resistenza alle
sollecitazioni (a forze
statiche)
• Resilienza (resistenza a
forze dinamiche)
• Durezza (resistenza a forze
concentrate)
• Resistenza a fatica
(resistenza a forze
periodiche)
• Resistenzaall’usura
(resistenza a forze di attrito)
si riferiscono alle
caratteristiche generali dei
materiali, in relazione agli
agenti esterni, quali il calore, la
gravita, l'elettricità, ecc.
riguardano la capacità dei
materiali di resistere all'azione di
forze o sollecitazioni esterne
(pressioni, urti, trazioni, ecc.).
riguardano l'attitudine dei
materiali a subire le varie
lavorazioni tecnologiche
attraverso le quali vengono
prodotti i pezzi
meccanici.
CHIMICHE
riguardano la composizione
chimica dei metalli e la loro
struttura interna
LE PROPRIETA’ DEI MATERIALI

28. La materia del metallo è costituita da Cristalli, o granuli,
aderenti gli uni agli altri, ma separati da linee sottili e irregolari.
Abbiamo 3 tipi dì celle elementari:
• CCC: cubica a corpo centrato
• CFC: cubico a facce centrate
• EC: esagonale compatto
PROPRIETA’ CHIMICHE
LE STRUTTURE CRISTALLINE
STRUTTURA
CUBICA A CORPO CENTRATO
STRUTTURA
CUBICA FACCE CENTRATE
STRUTTURA
ESAGONALE COMPATTA
In un cristallo gli atomi sono disposti in modo da formare un
reticolo cristallino.
Il reticolo cristallino è una gabbia
tridimensionale di linee immaginarie
che uniscono i centri degli atomi
disposti nello spazio.
Presenta un singolo atomo in ogni
spigolo del cubo, + 1 al centro , per
un totale di 9 atomi
Presenta un singolo atomo in ogni
spigolo del cubo ed uno al centro di
ogni faccia del cubo, per un totale di
12 atomi
Presenta un singolo atomo in
ognuno dei 12 spigoli, 2 sulla faccia
superiore e inferiore e 3 all’interno
Com’è fatta la struttura
di un metallo?
Come sono costituiti i
cristalli?

29. PROPRIEA’
FISICHE
TEMPERATURA DI FUSIONE
La temperatura di fusione è la temperatura alla quale un materiale comincia a passare dallo
stato solido a quello liquido.
CALORE LATENTE DI FUSIONE
Quando un materiale ha raggiunto la temperatura alla quale ha inizio la fusione è necessario
continuare a fornire calore affinché la fusione avvenga completamente. Questo calore che si
deve continuare a fornire è detto calore latente di fusione.
CONDUTTIVITÀ TERMICA
I materiali possono essere buoni o cattivi conduttori di calore. Sono buoni conduttori dì calore il
rame, l'alluminio, l'argento, l'oro e i metalli in generale. Sono cattivi conduttori di calore
l'antimonio, il polistirolo espanso, l'amianto, la lana di vetro, il legno, la porcellana ed in generale
i non metalli
CONDUTTIVITÀ ELETTRICA:
Sono buoni conduttori di elettricità il rame, L'argento, l'alluminio e i metalli in generale. Sono
cattivi conduttori di elettricità il carbone, la porcellana, il vetro, il legno e i non metalli in
generale, che vengono detti per questo isolanti.
PROPRIETA’ FISICHE
MASSA VOLUMICA (O DENSITA’):
è il rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume
CALORE SPECIFICO
è il rapporto tra la quantità di calore che è necessario fornire ad un corpo di massa unitaria per
ottenere uno stesso aumento di temperatura
DILATAZIONE TERMICA
il coefficiente di dilatazione termica lineare esprime l’aumento di lunghezza ∆L che subisce il
materiale di lunghezza iniziale L0 per effetto di una variazione di temperatura ∆T
si riferiscono alle
caratteristiche
generali dei
materiali, in
relazione agli agenti
esterni, quali il
calore, la gravita,
l'elettricità, ecc.

30. Sono applicate con gradualità e continuità nel tempo.
La capacità dei materiali di resistere a forze statiche è detta resistenza meccanica.
PROPRIETA’ MECCANICHE
riguardano la capacità dei materiali di resistere all'azione di forze o sollecitazioni esterne (pressioni, urti, trazioni, ecc.).
TIPOLOGIE DI FORZE
O SOLLECITAZIONI
ESTERNE
STATICHE
Sono applicate in tempi brevi.
La resistenza dei materiati alle forze dinamiche è detta resilienza.
DINAMICHE
Hanno un carattere ripetitivo nel tempo.
La resistenza dei materiali alle forze periodiche è detta resistenza a fatica.
PERIODICHE
Sono applicate in zone ristrette o puntiformi.
La resistenza a tale forza è detta durezza..
CONCENTRATE
Sono applicate su contatti mobili.
La resistenza dei materiali a tale forza è detta resistenza all'usura.
DI ATTRITO
Si distinguono in forze di:
Trazione
Compressione
Flessione
Torsione
Taglio

31. La RESILIENZA è la proprietà dei materiali di resistere ad urti o strappi (a sforzi cioè applicati in tempi brevissimi).
La resilienza è l'inverso della fragilità, cioè quanto più grande è la resilienza tanto è minore la fragilità e viceversa.
Consiste in una pesante mazza che scende per gravita dall'alto,
incontra sulla sua traiettoria pendolare una provetta unificata, la
rompe e continua la sua corsa oltre la provetta risalendo fino ad
una certa quota.
PROPRIETA’ MECCANICHE
PROVA DI
RESILIENZA
Con quale macchina
viene eseguita?
La macchina per eseguire la prova di resilienza è nota col
nome di pendolo Charpy.
La DUREZZA è la proprietà che hanno i materiali di resistere alla penetrazione di un corpo di materiale duro, in ogni caso più duro del materiale in
esame.
Il grado di durezza di un materiale viene misurato
comprimendo sulla superficie del materiale in esame un
penetratore, con una punta di forma, dimensioni e materiale
opportuni.
PROVA DI
DUREZZA
Con quale macchina
viene eseguita?
come avviene la prova?
come avviene la prova?
Gli apparecchi per l'esecuzione della prova sono detti durometri

32. PROPRIETA’ TECNOLOGICHE
riguardano
l'attitudine dei
materiali a subire le
varie lavorazioni
tecnologiche
attraverso le quali
vengono prodotti i
pezzi
meccanici.
MALLEABILITÀ
è l'attitudine di un materiale ad essere trasformato, a caldo o a freddo, in lamine, senza
screpolarsi o rompersi, mediante l'azione di presse, magli o laminatoi.
DUTTILITÀ O TRAFILABILITÀ
È l'attitudine di un materiale ad essere trasformato in fili senza rompersi quando siano
tirati e costretti a passare attraverso un foro di dimensione e profilo opportuni.
IMBUTIBILITÀ
È l'attitudine che hanno le lamiere di alcuni materiali ad essere formate a freddo per
ottenere corpi cavi, senza rompersi o screpolarsi.
PIEGABILITÀ
È l'attitudine di alcuni materiali a subire operazioni di piegatura senza screpolarsi o
rompersi.
ESTRUDIBILITÀ
È l'attitudine di un materiale ad assumere una determinata forma quando viene spinto
attraverso un foro sagomato
FUSIONE E COLABILITÀ
La fusibilità è l'attitudine di un materiale ad essere trasformato in prodotto finito (getto)
mediante fusione.
SALDABILITÀ
È l'attitudine di un pezzo di un determinato materiale ad unirsi con un altro pezzo di
uguale o diverso materiale, mediante fusione.
TRUCIOLABILITÀ
È l'attitudine di un materiale a subire lavorazioni con asportazione di truciolo, mediante
apposito utensile da taglio (utensile da tornio, fresa, punta da trapano ecc.).
TEMPRABILITÀ
È l'attitudine delle leghe metalliche a subire trasformazioni della struttura cristallina a
seguito di riscaldamenti seguiti da raffreddamenti.

35. http://tecnologiaedisegnotecnico.blogspot.com/
http://www.goldpeople.it/scuola/2cd13-14.htm http://educazionetecnica.dantect.it/2017/02/22/le-proprieta-dei-materiali/#vertice
http://educazionetecnica.dantect.it/2017/02/22/le-proprieta-dei-materiali/

39. IL RICICLAGGIO DEI METALLI
Molti metalli, in particolare il ferro e le sue leghe, l’alluminio ed il rame,
possono essere recuperati dopo il consumo. La metallurgia secondaria o di
recupero contribuisce al risparmio energetico, alla riduzione dei rifiuti,
alla salvaguardia dell’ambiente e riduce l’inquinamento atmosferico.

40. I materiali sono molto diversi tra loro: ciascuno presenta caratteristiche proprie ed offre spunti per diverse attività. Uno dei modi
per classificarli è quello di suddividerli in relazione alla loro provenienza:
Materiali biologici, materiali metallici,materiali ceramici evetro, matterie plastiche e gomma, materiali compositi.
Materiali biologici
Sono quelli derivati da organismi viventi, animali o vegetali. Dal regno animale provengono, ad
esempio, alcune fibre tessili (lana e seta), cuoio e pelli, avorio; dal regno vegetale abbiamo altre
fibre tessili (cottone, lino e canapa), il legno e la carta. Materiali metalliferi
I metalli sono elementi semplici, dotati di elevate proprietà di resistenza e buona lavorabilità: sono alla base
della fabbricazione di utensili e macchine. In natura, di solito, non si trovano allo stato puro ma combinati con
altri elementi sotto forma di minerali; i metalli si ricavano dai minerali attraverso opportuni procedimenti.
Materiali ceramici e vetro
La ceramica si ottiene da un impasto di sostanza argillosa ed acqua, sottoposta poi a cottura: è meno
resistente dei metalli ma si presta a numerose applicazioni. Di questo gruppo fanno parte il vetro, che è
come una sostanza liquida dotata di elevatissima viscosità, ed alcuni materiali speciali ottenuti da
polveri minerali.
Matterie plastiche e gomma
A questo gruppo appartengono varie sostanze (dettate anche polimeri) costituite
dall’unione fatturale o artificiale di tante molecole semplici (monomeri). Hanno avuto largo
impiego negli ultimi decenni, anche se spesso creano problemi di inquinamento.
Materiali compositi
Sono materiali, catturali o artificiali, costituiti da un insieme di sostanze diverse e distinte ma
legate in una struttura coerente. Possono essere considerati materiali compositi catturali le
rocce, perché composte da vari minerali, oppure anche le ossa dello scheletro.
Molto diffusi sono i materiali compositi artificiali, come il cemento armato, i pneumatici, i laminati plastici, le
fibre di carbonio. Un loro importante impiego si ha nell’industria aeronautica e spaziale, dove servono materiali
leggeri ma resistenti.

41. PROPRIETÀ
CARATTERISTICHE DEI
MATERIALI

42. La tecnologia è la scienza che studia i materiali, la
composizione, le caratteristiche, le lavorazioni
necessarie alla trasformazione e il loro impiego.
Suddivisione dei materiali in base alla loro composizione

43. Metalli, solidi buoni
conduttori di calore, lucenti,
opachi e resistenti a
sollecitazioni esterne
Non metalli, in genere a
struttura amorfa o gassosa,
cattivi conduttori del calore
e poco resistenti alle
sollecitazioni esterne
Leghe, ottenute mediante unione di più elementi.
Presentano spesso caratteristiche migliori degli
elementi di partenza
Miscugli, ottenuti da più elementi ognuno dei quali
conserva le proprie caratteristiche
Suddivisione dei materiali in
base al comportamento

44. Tipi di proprietà
Le proprietà chimico-fisiche
descrivono il comportamento dei
materiali in relazione ad agenti
quali gravità, calore, elettricità
Le proprietà meccaniche
indicano la capacità di un
materiale di rispondere a
sollecitazioni meccaniche esterne

45. Proprietà dei materiali
Per materiale si deve intendere una sostanza necessaria ad un determinato uso, per
costruire un bene materiale.
E' necessario conoscere le proprietà dei materiali, per sapere come utilizzarli.
fatto di argilla
refrattaria perchè
deve resistere ad
altissime
temperature 2000°C
crogiolo
fatto con un vetro
speciale perché
deve essere
trasparente
parabrezza
fatto di ghisa perché
deve dissipare calore
(quindi un buon
conduttore termico)
termosifone
rivestito di plastica per
non prendere la
scossa (quindi un buon
isolante elettrico)
filo elettrico

46. PROPRIETA’ DEI MATERIALI
Tutti i materiali hanno caratteristiche o proprietà particolari.
La conoscenza di queste proprietà, permette di utilizzare il materiale più idoneo al proprio impiego.
 Quindi si può affermare, che la scelta di un materiale dipende dalle sue proprietà, che si
distinguono in :
 PROPRIETA’ CHIMICO - STRUTTURALI
 PROPRIETA’ FISICHE
 PROPRIETA’ MECCANICHE
 PROPRIETA’ TECNOLOGICHE
PROPRIETA’ CHIMICHE : riguardano la composizione chimica dei metalli e della loro struttura
interna (distribuzione atomica, struttura cristallina,) ed il comportamento con gli acidi, con l’aria,
con l’acqua ecc.
PROPRIETA’ FISICHE : si riferiscono alle caratteristiche generali dei materiali, in relazione agli
agenti esterni, quali il calore, la gravità, l’elettricità, ecc.
PROPRIETA’ MECCANICHE : riguardano la capacità dei materiali di resistere all’azione di forze o
sollecitazioni esterne (pressione, urti, trazioni, ecc.)
PROPRIETA’ TECNOLOGICHE : riguardano l’attitudine dei materiali a subire varie lavorazioni con cui
vengono prodotti pezzi meccanici.

48. PROPRIETÀ CHIMICHE-STRUTTURALI
Riguardano la composizione chimica e la loro struttura interna.
Rientrano tra le proprietà chimiche, anche i
fenomeni che si produconofra il materiale e l’ambiente esterno (ossidazione,corrosione,ecc.).
PROPRIETÀ FISICHE
Si riferiscono al comportamento dei materiali rispetto ai fenomeni fisici e agli agenti esterni, quali
il calore, la gravità, l’elettricità ecc. Le principali proprietà fisiche sono la temperatura di fusione, la
massa volumica, la capacità termica, la dilatazione termica, ecc.
PROPRIETÀ TECNOLOGICHE
Attengono al comportamento e all’attitudine dei materiali a subire le varie lavorazioni
tecnologiche attraverso le quali vengono prodotti i pezzi meccanici. Le principali proprietà
tecnologiche sono la fusibilità, la saldabilità, la plasticità, la truciolabili, la malleabilità, la duttilità,
estrusibilità, l’imbutibilità, la piegabilità, ecc.
PROPRIETÀ MECCANICHE
Sono legate alla capacità dei materiali di resistere all’azione di forze o sollecitazioni esterne a cui i
materiali vengono sottoposti durante il loro impiego. Le principali proprietà meccaniche sono la
resistenza alla deformazione, la resistenza a fatica, resistenza all’usura, la resistenza all’urto, la
durezza.
Tutti i materiali hanno delle proprie caratteristiche che li differenziano notevolmente. La conoscenza di queste
ultime consente di utilizzare il materiale più idoneo ad ogni specifica applicazione.
LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI POSSONO ESSERE COSÌ CLASSIFICATE:

49. Proprietà caratteristiche dei materiali

50. TABELLA PROPRIETA’ DEI MATERIALI

56. Le proprietà dei materiali vengono distinte in: chimiche, fisiche, meccaniche e tecnologiche
Le proprietà chimiche e fisiche
sono dovute alla natura specifica degli elementi chimici costitutivi dei materiali; le principali sono il colore,
il peso specifico,la dilatazione termica,la temperatura di fusione, la conducibilità termica ed elettrica, la
resistenza alla corrosione, ecc.

57. ANALISI DI ALCUNI ASPETTI DELLE DIVERSE PROPRIETA’
Proprietà chimiche :
a)resistenza alla corrosione: è la capacità che ha un materiale a non
dar luogo a reazioni chimiche a contatto con gli elementi presenti
nell’ambiente.
La corrosione dei metalli comporta la disgregazione della loro struttura cristallina a
causa di processi chimici.
b)Tossicità : dipende dalla possibilità che esso ha di formare prodotti
nocivi quando reagisce con l’aria o con l’acqua.
 Il piombo è particolarmente pericoloso per la salute.
Gli ossidi di piombo, se ingeriti, possono provocare gravi danni.
 Anche le pentole in rame, a contatto con gli acidi della frutta o con l’aceto
formano il verderame, che è tossico.

58. ANALISI DI ALCUNI ASPETTI DELLE DIVERSE PROPRIETA’
Proprietà fisiche :
 Calore specifico è la quantità di calore che occorre fornire ad 1 Kg di materiale , per aumentare la
temperatura di 1 °C.
 Dilatazione termica è la proprietà di un corpo a dilatarsi con l’aumentare del calore, di questo
fenomeno bisogna tener conto in tutti gli accoppiamenti meccanici. Ad esempio, l’eccessiva dilatazione
di un pistone che scorre in un cilindro può provocare il grippaggio.

59. ANALISI DI ALCUNI ASPETTI DELLE DIVERSE PROPRIETA’
Proprietà fisiche :
Metallo T (°C)
Tungsteno 3380
Platino 1769
Nichel 1453
Acciaio 1300-1400
Rame 1083
Oro 1063
Argento 960
Alluminio 630
Zinco 419
Piombo 330
Stagno 232
 Punto di fusione è la temperatura alla quale un materiale comincia a passare dallo stato solido allo
stato liquido.
 Peso specifico = P / V rapporto tra il peso di una determinata quantità di materiale e il peso di un
corrispondente volume di acqua distillata alla temperatura di 4°C

61. I metalli presentano buone proprietà meccaniche e
sono buoni conduttori di calore ed elettricità. Le
proprietà tecnologiche invece variano in base al
metallo.
Dilatazione
termica
Resistenza alla
corrosione
Caratteristiche chimico-fisiche
1. Struttura cristallina
Particolare disposizione degli atomi che
rende i metalli resistenti)
2. Resistenza alla corrosione
Capacità di resistere agli effetti corrosivi
e ossidanti (ruggine)
3. Peso specifico (elevato)
Peso dell’unità di volume in kg/dm3
4. Colore e lucentezza
Tipici dei metalli, per lo più grigio-
argentei
5. Temperatura di fusione e di ebollizione
Quando si manifestano i passaggi di
stato da solido a liquido a quello
gassoso
6. Conducibilità termica ed elettrica
Capacità di trasmettere calore ed
elettricità
7. Dilatazione termica
Ingrossamento o allungamento dovuto
al calore
8. Proprietà magnetiche
Alcuni metalli (ferro, nichel, cromo)
attratti dalle calamite (magneti)

62. Proprietà Fisiche dei materiali
Temperatura di fusione, temperatura alla quale si
verifica il passaggio da solido a liquido
Massa volumica, o rapporto tra la massa di un corpo,
espressa in kg, e il suo volume espresso m3
Capacità termica massica, detta anche calore specifico
è la quantità di calore [J] necessaria per aumentare di
un grado centigrado la massa di un kg di sostanza
Dilatazione termica, o attitudine di un materiale di
variare il proprio volume al variare della temperatura

63. 63
ASPETTO E PESO SPECIFICO
COLORE > quasi tutti grigio, tranne l’oro e il rame e le sue leghe
LUCENTEZZA > più o meno dall’aspetto brillante
PESO SPECIFICO > piuttosto pesanti (1dm3 può pesare 3/20 kg)
COMPORTAMENTO AL CALORE
CONDUCIBILITÀ TERMICA > da buona a ottima
DILATAZIONE TERMICA > si dilatano facilmente al calore
FUSIBILITÀ e STAMPABILITÀ > tra i 200 e i 1900 gradi circa
CONDUCIBILITÀ ELETTRICA
In genere ottima o buona
RESISTENZA ALLA CORROSIONE
In genere ottima o buona

64. 64
Proprietà fisiche dei metalli
Aspetto: quasi tutti i metalli hanno un colore
bianco-grigiastro (fanno eccezione il rame e l’oro)
e una lucentezza molto elevata, detta lucentezza
metallica.
Peso specifico (tabella a sinistra): i metalli leggeri
sono tre (il magnesio, l’alluminio e il titanio),
quasi tutti gli altri sono pesanti, tra i pesantissimi
ci sono l’uranio e l’oro.
Temperatura di fusione (tabella a destra): il
passaggio da solido a liquido è detto fusione e
avviene a una determinata temperatura.
Altre proprietà fisiche dei metalli sono: la
conduttività elettrica, la conduttività termica, la
resistenza alla corrosione.

66. Colore:
ogni materiale possiede un colore che lo distingue da un altro.

67. ferro
polisti
rolo
Peso specifico o massa volumica:
si definisce peso specifico il rapporto tra il peso di un corpo, misurato in Kg, ed il
suo volume, misurato in dm³ oppure in g su cm³. Sono detti metalli leggeri quelli
che hanno un Ps. inferiore a 4 Kg / dm³; metalli pesanti tutti gli altri.
Ps=P/V

68. Dilatazione termica:
i materiali metallici, ognuno in
quantità diversa, subiscono un
aumento di volume quando
vengono riscaldati.

69. Temperatura di fusione:
la fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido:ogni materiale
metallico ha un suo caratteristico punto di fusione (ferro = 1.535°C).

70. La temperatura a cui avviene
il passaggio dallo stato solido
a liquido varia a seconda del
materiale
Punto di fusione
Leonardo
©
De
Agostini
Scuola

71. Conducibilità termica:
è la proprietà dei materiali di trasmettere il calore.

72. Misura la capacità di trasmettere
l’elettricità: i materiali ad alta
conduttività sono conduttori,
quelli a bassa conduttività isolanti
Conduttività elettrica

73. Conducibilità elettrica:
è la proprietà dei materiali metallici di trasmettere la corrente
elettrica.

74. La capacità di resistere all’azione
degli agenti atmosferici e di
acidi, oli e grassi varia a seconda
dei materiali
Inalterabilità
Leonardo
©
De
Agostini
Scuola

75. Resistenza alla corrosione:
è la proprietà di resistere al deterioramento superficiale causata da
reazioni chimiche. Es. gli acciai inossidabili non sono attaccati dalla
corrosione (la ruggine del ferro).

76. Conduttività termica
Misura la capacità dei
materiali di trasmettere
il calore
Leonardo
©
De
Agostini
Scuola

77. Indica la resistenza all’urto
dei materiali, distinguendoli
tra fragili e tenaci
Resilienza
Leonardo
©
De
Agostini
Scuola

78. Combustibilità:
è la proprietà di un materiale di bruciare facilmente.
Quando un materiale non brucia si definisce ignifugo.

79. 79
Come si ricavano
In genere vengono estratti da minerali con procedimenti lunghi e costosi
(rame, alluminio). Raramente si trovano puri in pepite (oro, rame,
argento).
LEGHE: i metalli sono generalmente utilizzati in leghe: miscugli
di metalli o metallo + non metallo (acciaio=ferro + carbonio)
Fondono, non bruciano
Una volta estratti dal minerale (separati da altri minerali e impurità),
vengono fusi ad alte temperature. Ogni metallo fonde a temperature
diverse. L’unico fuso a temperatura ambiente è il mercurio
Plasticità e resistenza meccanica
I metalli sono diversi nella capacità di resistere alle sollecitazioni e nella
facilità di lavorazione. I più plastici sono anche meno resistenti alle
sollecitazioni. Alcuni vengono lavorati anche a freddo.
Materiale da costruzione
Materiale di origine minerale (si estrae da pietre) per costruire: oggetti,
costruzioni edili, materiale tecnico ed elettronico, mezzi, attrezzi, ecc..

80. 80
Prof.
A.Battistelli
ALLUMINIO (2,7kg/dm3) > bassa temperatura di fusione, resiste a corrosione,
buon conduttore termico ed elettrico, malleabile e duttile
TITANIO (4,5kg/dm3) > buone resistenze meccaniche, resiste a corrosione
P E S A N T I
FERRO (7,9kg/dm3) > utilizzato in lega con carbonio e/o altri metalli, buone
resistenze meccaniche, arrugginisce facilmente
RAME (8,9kg/dm3) > ottimo conduttore termico ed elettrico, duttile e
malleabile, resiste a corrosione
STAGNO (7,3kg/dm3) > bassa temperatura di fusione, malleabile, resiste a
corrosione
P E S A N T I S S I M I
ARGENTO (10,7kg/dm3) > miglior conduttore elettrico, ben lavorabile
ORO (19,3kg/dm3) > prezioso, ottima conducibilità, resistente alla corrosione, ben
lavorabile
PIOMBO (11,3kg/dm3) > scarsa resistenza plastica
MERCURIO (13,6kg/dm3) > liquido a temperatura ambiente
LEGGERI

81. 81
Classificazione dei metalli
Leggeri: magnesio (Mg), alluminio (Al),
titanio (Ti) hanno buona resistenza
meccanica e sono molto leggeri.
Ferrosi: il ferro (Fe) è il metallo più usato
sia come acciaio sia come ghisa. Il cromo
(Cr), il manganese (Mn), il cobalto (Co) e il
nickel (Ni) sono usati in lega con l’acciaio.
Malleabili e anticorrosione: il rame (Cu) è
resistente alla corrosione. Zinco (Zn),
stagno(Sn) e piombo (Pb) sono molto
malleabili e resistenti alla corrosione.
Preziosi: Argento (Ag), platino (Pt) e oro
(Au) sono molto rari.

83. ANALISI DI ALCUNI ASPETTI DELLE DIVERSE PROPRIETA’
Proprietà meccaniche :
 Per proprietà meccanica si intende l’attitudine dei materiali a resistere a
sollecitazioni esterne che tendono a deformarli.
Per determinarle si ricorre a prove di laboratorio, tutte effettuate con
procedimenti unificati dalla normativa europea EN UNI.
Le principali sono:
 Resistenza meccanica
 Durezza
 Resilienza
 Usura
la resistenza meccanica è la capacità di un materiale di sopportare
sollecitazioni esterne che tendono a romperlo o deformarlo.
La durezza è la capacità di un materiale di resistere alla
penetrazione da parte di un altro materiale più duro.
La resilienza è la resistenza che un materiale oppone ad
una sollecitazione impulsiva, come un urto
l’usura è una forma di logoramento, cioè la perdita di materiale per
distacco di particelle, che si manifesta quando organi meccanici in
movimento sono a contatto tra loro.

84. ANALISI DI ALCUNI ASPETTI DELLE DIVERSE PROPRIETA’
STATICHE DINAMICHE
 resistenza a trazione o compressione
 resistenza a flessione
 resistenza al taglio
 resistenza a torsione
 prova di durezza (Brinell, Vickers, Rockwell)
• Resilienza
• Usura
• Fatica
In base al tipo le sollecitazioni si distinguono in :
 STATICHE: quando le sollecitazioni sono applicate gradualmente e in un tempo variabile
 DINAMICHE: quando le sollecitazioni sono applicate in un tempo brevissimo, quasi
istantaneo.

85. Le Proprietà Meccaniche
Le proprietà meccaniche
riguardano le capacità dei
materiali di resistere alle
sollecitazioni dovute all’azione di
forze applicate dall’esterno, che
tendono a modificare la forma e
le dimensioni.

86. Forze Statiche
Sono quelle la cui applicazione è graduale
e continua ( o soggette a lente variazioni ).
Il comportamento del materiale a queste
sollecitazioni viene definito come resistenza
alle deformazioni.
In base alla direzione di applicazione, queste
forze possono indurre a sollecitazioni di :
compressione, trazione, flessione, torsione e
taglio.

87. Forze dinamiche
Le forze dinamiche sono
quelle che vengono
applicate per periodi
brevissimi, dell’ordine di
grandezza del decimo di
secondo.
La resistenza dei materiali
alle forze dinamiche, dette
anche Urti, viene definita
Resilienza

88. Forze Periodiche
Le forze Periodiche sono
quelle che agiscono in
modo discontinuo, con
frequenza che può essere
costante o irregolare. Il
comportamento del
materiale a queste
sollecitazioni, viene
definito come resistenza a
fatica.

89. Forze Concentrate
Si dicono forze concentrate, quelle forze che vengono applicate in zone
ristrette dell’oggetto.
La resistenza che i materiali oppongono a questo tipo di forze applicate in
zone ristrette o puntiformi, è detta Durezza.
Indica la resistenza
che un materiale
oppone alla
penetrazione
Durezza

90. Forze di attrito
Le forze di attrito sono quelle che si
manifestano tra due superfici a contatto in
movimento reciproco. Se il moto reciproco è
di scorrimento, l’attrito si chiama radente, se
invece è di rotazione, l’attrito è volvente.
Il comportamento del materiale a queste
sollecitazioni, viene definito come resistenza
all’usura.

91. Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche esprimono la capacità di un materiale a resistere
alle sollecitazioni dovute all’azione di forze esterne che tendono a
deformarlo.
Se al cessare della sollecitazione il corpo
acquista nuovamente la forma iniziale, si è avuta
una deformazione elastica;
Se invece il corpo cambia forma, si è avuta una
deformazione plastica.
Crescendo la sollecitazione il corpo si deforma fino alla rottura.
I valori delle sollecitazioni che creano deformazioni plastiche o la rottura del
pezzo (carico di rottura) sono caratteristici del materiale.

92. Le proprietà meccaniche esprimono la capacità di un materiale a resistere alle
sollecitazioni dovute all’azione di forze esterne che tendono a deformarlo.
Se al cessare della sollecitazione il corpo
acquista nuovamente la forma iniziale, si è avuta
una deformazione elastica;
Se invece il corpo cambia forma, si è avuta una
deformazione plastica.
Crescendo la sollecitazione il corpo si deforma fino alla rottura.
I valori delle sollecitazioni che creano deformazioni plastiche o la rottura del
pezzo (carico di rottura) sono caratteristici del materiale.
Proprietà meccaniche

93. Proprietà meccaniche
Sollecitazioni
Statiche
Dinamiche
Periodiche
Agiscono costantemente
nel tempo.
Crescono bruscamente in un
tempo inferiore a 1/10 sec.
La variazione oscilla
regolarmente entro un periodo.
La resistenza a questo
tipo di sollecitazione è
detta resistenza a fatica.
La resistenza agli “URTI”
prende il nome di resilienza.
La resistenza a queste sollecitazioni
è detta resistenza meccanica.
Semplici
Composte
La forza statica agisce
lungo un’unica direzione
Più sollecitazioni semplici
agenti su un corpo
Le sollecitazioni si distinguono in base al tempo di applicazione…

94. Proprietà meccaniche
… o in base alla superficie di applicazione.
Sollecitazioni
Concentrate
D’attrito
Applicate in zone ristrette o puntiformi
Si manifestano tra le superfici a contatto di
due corpi mobili, fra loro striscianti o rotolanti.
La capacità del materiale a
resistere all’effetto delle forze
concentrate è detta durezza.
La capacità del materiale a
contrastare la forza d’attrito si
chiama resistenza all’usura.

95. 95
RESISTENZA ALLE SOLLECITAZIONI MECCANICHE
Molto buona soprattutto per le leghe, più bassa nei metalli più malleabili e duttili
Bassa: ghisa
Alta: acciaio
Bassa: piombo
Alta: ghisa
Bassa: ghisa
Alta: acciaio
Bassa: rame
alluminio
Media: acciaio
Bassa: ghisa
rame Alta:
acciaio
RESISTENZA ALLE SOLLECITAZIONI MECCANICHE
Molto buona soprattutto per le leghe, più bassa nei metalli più malleabili e duttili
Prof.
A.Battistelli
PROPRIETÀ MECCANICHE
Compressione
Trazione Flessione Durezza
Torsione Taglio Elasticità

96. Misurazione della durezza
Elasticità
Proprietà Meccaniche
1. Durezza
2. Resistenza a trazione
3. Resistenza allo snervamento
4. Elasticità
5. Resilienza
6. Resistenza al taglio
7. Resistenza alla flessione
8. Resistenza alla compressione
9. Resistenza alla rottura

99. Proprietà meccaniche, tipi di forze

100. Le proprietà meccaniche
descrivono il comportamento dei materiali quando vengono sottoposti a sollecitazioni esterne:
sono rappresentate dalla resistenza meccanica (che comprende la resistenza a trazione, a
compressione, a flessione, a torsione, a taglio e a fatica), oltre che dalla durezza, dall'elasticità
e plasticità.

102. Secondo la direzione d’applicazione della sollecitazione si può avere:
 sollecitazione a trazione;
 sollecitazione a compressione;
 sollecitazione a flessione;
 sollecitazione a torsione;
 sollecitazione a taglio.
Sollecitazioni statiche semplici

104. Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche
esprimono la capacità di un
materiale a resistere alle
azioni di forze esterne che
tendono a deformarlo
TIPI DI SOLLECITAZIONE

107. Sollecitazione a trazione
Il corpo è sollecitato da forze opposte e divergenti,
che tendono ad allungarlo e ad assottigliarne la parte
centrale.
Tiranti di ponti di
ferro e cavi di
sollevamento sono
esempi di corpi
soggetti a trazione.

108. Resistenza alla trazione:
un corpo è sollecitato a trazione quando una forza
applicata tende ad allungarlo; il pezzo, prima di rompersi,
si allunga in misura tanto più notevole quanto più il
materiale è elastico o plastico.

109. Sollecitazione a compressione
Il corpo è sollecitato da forza opposte e convergenti,
che tendono ad accorciarlo e a dilatarne la zona
centrale.
Murature, pilastri, zampe di
tavoli, sono esempi di
strutture sollecitate a
compressione.

110. Resistenza alla compressione:
un corpo è sollecitato a compressione quando la forza applicata
tende ad accorciarlo; il pezzo si accorcia invece di allungarsi.

111. Sollecitazione a flessione
Le forze agiscono trasversalmente all’asse del corpo e tendono ad
incurvarlo.
La lunghezza dell’asse del corpo inflesso non subisce variazioni a
seguito della sollecitazione, per questo viene detta asse neutro.
La zona sopra all’asse è accorciata, ha quindi subito compressione;
mentre la zona sotto l’asse si è allungata, ha quindi subito trazione.
Zona soggetta a compressione
Zona soggetta a trazione

112. Resistenza alla flessione:
un corpo è sollecitato a flessione quando le forze applicate
perpendicolarmente al suo asse tendono a curvarlo.

113. Sollecitazione a torsione
Il corpo è soggetto all’azione di una coppia di forze che
ruotano in verso opposto e su piani diversi.
Alcuni esempi sono alberi di trasmissione,
morse, punta di una giravite, mandrino o
punta di un trapano …

114. Resistenza alla torsione:
un corpo è sollecitato a torsione quando le forze applicate tendono
a torcere le sue fibre.
Come quando si strizza lo strofinaccio bagnato per far uscire l'
acqua.

115. Alcuni esempi sono: pezzi lavorati per
punzonatura, chiodatura, cesoie…
Sollecitazione a taglio
Il corpo è sottoposto all’azione di forze opposte convergenti e
disposte trasversalmente all’asse del solido.
Resistenza al taglio:
un corpo è sollecitato al taglio quando le forze applicate
tendono a far scorrere uno sull'altro due piani vicini.

116. Durezza:
è la resistenza che il materiale
oppone alla penetrazione di una
punta (e non alla facilità che ha un
minerale di rompersi!).

117. Resistenza a fatica:
è la resistenza dei materiali a sforzi variabili e
ripetuti (ad esempio, l'accorciamento e
l'allungamento di una molla ripetuto per
tantissime di volte)
Fragilità/resilienza:
Per resilienza si intende la proprietà di
resistere agli urti. Quando un corpo si rompe
facilmente si definisce fragile.

118. Elasticità:
E' la proprietà che possiedono i materiali di tornare
come erano prima, al cessare della forza che li aveva
deformati.

119. Plasticità:
E' la proprietà che possiedono i materiali di rimanere
deformati, al cessare della forza che li ha modificati.

121. Proprietà tecnologiche
Le proprietà tecnologiche riguardano l’attitudine dei materiali a subire diversi tipi
di lavorazioni meccaniche.
Tra le più importanti :
 La malleabilità;
 La duttilità;
 L’estrudibilità;
 L’imbutibilità;
 La fusibilità;
 La saldabilità;
 La piegabilità;
 La truciolabilità;
 La temprabilità.
12

122. si riferiscono alle caratteristiche dei materiali più strettamente connesse con
la lavorazione meccanica cioè alla loro attitudine a farsi modellare.
fusibilità saldabilità Malleabilita’
duttilità lucidabilità fendibilità
Proprietà tecnologiche

124. 124
Bassa: stagno
alluminio Alta:
ghisa
rame
acciaio
Bassa: ghisa
Alta: rame
alluminio
COME PUÒ ESSERE LAVORATO
Alcuni metalli sono molto duttili e malleabili (alluminio, rame, stagno)
Alcuni hanno temperature basse di fusione=sono facilmente stampabili (alluminio, stagno)
Prof.
A.Battistelli
Fusibilità
PROPRIETÀ TECNOLOGICHE
Malleabilità Duttilità Saldabilità Temperabilità
Diventa un filo sottile
Diventa una lamina sottile

125. Fusibilità
Malleabilità
Saldabilità

126. Le proprietà tecnologiche esprimono la capacità di un
materiale a essere trasformato mediante lavorazione
Fusibilità, attitudine
del materiale a essere
colato, allo stato
liquido, dentro una
forma per ottenere,
dopo solidificazione,
un getto di fusione
privo di difetti.

127. Fusilibiltà
E’ l’attitudine di un materiale a prendere una forma ben precisa, mediante fusione,
ottenendo un prodotto chiamato “getto”.
Il pezzo colato non deve presentare zone mancanti, per questo il
materiale deve essere scorrevole e deve mantenersi liquido fino al
completo riempimento della forma.
Non sono colabili: il ferro e gli acciai perché rimangono pastosi e
vischiosi alle temperature di fusione.
Queste proprietà vengono sfruttate in fonderia, dove si ottengono per
fusione o colata pezzi anche molto grandi e di forma complessa,
difficilmente ottenibili in altro modo.
Esempio: termosifoni, statue, blocchi motore, ecc.
Sono colabili e fusibili: le ghise, ¡
bronzi, gli ottoni, le leghe leggere.
Un materiale ben fusibile riesce, allo stato liquido, a riempire tutte le cavità dello stampo, e deve
avere un basso ritiro nel passaggio dallo stato liquido a quello solido.

128. è la proprietà di dare origine a pezzi (getti) sani, compatti senza difetti e alterazioni (ad
esempio sono facilmente fusibili la ghisa e il bronzo, difficilmente fusibili l'acciaio).
Un materiale ben Fusibile riesce, allo stato liquido, a
riempire tutte le cavità dello stampo, e deve avere un
basso ritiro nel passaggio dallo stato liquido a quello
solido, affinché non si verifichino le soffiature.
Fusilibiltà

129. Saldabilità
E’ l’attitudine di un materiale a unirsi per con un altro materiale, della stessa o
diversa natura, mediante fusione e/o aggiunta di materiale d’apporto.
Non sono ben saldabili le ghise, i bronzi ecc.
Si noti che I materiali ben saldabili non sono ben
colabili e viceversa.
Un materiale è ben saldabile se presenta alle temperature vicine a quelle di fusione un intervallo plastico o
pastoso.
Il passaggio da solido a liquido non deve cioè essere improvviso, ma avvenire gradatamente.
Sono saldabili: il ferro, gli acciai dolci e le leghe metalliche in genere.

130. Materiali saldabili: - acciai , leghe metalliche.
Materiali poco saldabili: - ghisa, bronzo.
Saldabilità
La proprietà o attitudine di un materiale ad unirsi con un altro, simile o no, mediante l’azione
del calore

132. Le OPERAZIONI DI FONDERIA permettono di ottenere pezzi rifondendo le leghe, prodotte dai
processi metallurgici o da rottamazione, in speciali forni e colando il materiale fuso in apposite
forme e lasciandolo solidificare. Le principali operazioni sono:
Costruzione di un modello in legno, in gesso o in resina
Formatura, per ottenere l'impronta in negativo del modello;
viene fatta con terre speciali, costituite da sabbia ed argilla.
Fusione e colata, in cui il metallo liquido viene versato nella
forma in terra.
Solidificazione ed esternazione del getto; dopo la
solidificazione, le forme vengono rotte per estrarre il getto

133. 133
Fusibilità dei metalli
Pepita d’oro: messo in
un crogiolo e riscaldato a
1000 ºC, l’oro in pepita
comincia a sciogliersi e
alla fine diventa tutto
liquido.
Colata nello stampo:
l’oro liquido viene colato
nella lingotteria dove si
raffredda, diventa solido e
assume la forma del
lingotto.
L’oro è: pesantissimo,
fusibile a media
temperatura, ha proprietà
meccaniche discrete, è il
metallo più prezioso dopo
il platino.
Materiali colabili: ghisa, zinco, piombo, bronzo.
Materiali non colabili: acciai (rimangono allo stato pastoso alla temperatura di
fusione)

134. Malleabilità:
è l'attitudine di materiale a farsi ridurre in lamine sottili;
normalmente i materiali sono i più malleabili a caldo che a
freddo.

135. Malleabilità
È l’attitudine del materiale a essere trasformato in lamine sotto l’azione di pressioni
o urti, senza creare fessure o rotture.
I materiali possono essere lavorati a caldo o a freddo, con utensili a mano
(martello…), o con macchine (presse, laminatoi…).
Lavorazioni meccaniche che
sfruttano la malleabilità sono: la
laminazione, lo stampaggio…
I materiali malleabili devono avere elevato allungamento, bassa durezza e bassa
resistenza a trazione.
Materiali con ottima malleabilità sono il rame e l’oro, con buona malleabilità gli
acciai, con scarsa malleabilità le ghise.

136. Malleabilità
La malleabilità è sfruttata anche nelle operazione di fucinatura che consiste nel riscaldare il pezzo
sino ad una data temperatura e nel batterlo con martelli o con magli o comprimerlo compresse fino a
dargli la forma voluta.
E’ per questa proprietà che le lamiere possono essere sottoposte a piegature e a stampaggio, sia al
maglio che alla pressa. In questo caso la malleabilità prende il nome di fucinabilità o stampabilità a
caldo.
La malleabilità è sinonimo di plasticità ed è l’attitudine di un materiale ad essere trasformato, a caldo
o a freddo in lamine, senza screpolarsi o rompersi, mediante l’azione di presse. maglio laminatoi.
I materiali malleabili devono avere alto allungamento, bassa durezza e bassa resistenza a trazione.
Per aumentare la malleabilità si scalda il pezzo fino alla temperatura più opportuna e di solito alla
temperatura di fucinabilità.

137. Malleabilità
La Malleabilità è l’attitudine del materiale a essere trasformato in lamine mediante
lavorazioni a caldo o a freddo, senza che avvengano screpolature o rotture.
I materiali malleabili, vengono spesso sottoposti a Laminazione e fucinatura,
hanno elevato allungamento, bassa durezza, bassa resistenza a trazione
Materiali malleabili: acciai a basso tenore di carbonio, metalli nobili, stagno, leghe leggere.
Materiali non malleabili: piombo

138. Duttilità:
è l'attitudine di un materiale a farsi ridurre in fili sottili.

139. Duttilità
La duttilità è l’attitudine dei materiali ed essere trasformati, tramite il processo di
trafilatura, in fili.
Questo processo consiste nel tirare una barretta di materiale attraverso un foro
calibrato tronco conico, chiamato filiera. Il materiale si deforma allungandosi
ed assottigliandosi.
La trafilatura prevede una sequenza di passaggi sino ad arrivare alla dimensione
desiderata.
Hanno buona duttilità il rame,
l’alluminio e gli acciai dolci,
hanno ottima duttilità l’argento e
l’oro.

140. Duttilità
Ë l’attitudine di un materiale ad essere trasformato in fili senza rompersi quando siano tirati e costretti a
passare attraverso un foro di dimensione e profilo opportuni.
I materiali più duttili sono I più tenaci (cioè quelli che hanno elevato allungamento e resistenza a trazione),
ma sono i meno duri.
Sono duttili: l’acciaio dolce, l’argento, l’oro, l’alluminio, Il rame. Non è duttile la ghisa.
La duttilità è particolarmente significativa nell’operazione di trafilatura, mediante la quale si producono fili o
profilati di qualsiasi forma.
L’operazione di trafilatura viene eseguita anche su acciai speciali, quali quelli in lega con nickel-cromo,
cromo, magnesio, ecc.
Materiali duttili: acciai con carbonio<0,3%; metalli nobili, rame, ottone, alluminio, piombo.
Materiali non duttili: ghisa

141. Duttilità, attitudine di un
materiale a lasciarsi
ridurre in fili senza
spezzarsi se costretto a
passare attraverso una
filiera
Malleabilità, attitudine di
un materiale a lasciarsi
ridurre, a caldo o a freddo,
in lamine senza screpolarsi
o rompersi

142. Imbutibilità
È l’attitudine delle lamiere a deformarsi a freddo sotto l’azione di un punzone che le
spinge entro una matrice, senza screpolarsi o rompersi.
I materiali imbutibili sono anche malleabili, caratterizzati da un elevato
allungamento.
Per imbutitura si ottengono parti di
carrozzeria d’auto, serbatoi, pentole,…
Sono imbutibili il rame, l’alluminio, gli
acciai dolcissimi e l’ottone.

143. L’imbutibilità è l’attitudine di un materiale a
essere deformato a freddo attraverso uno
stampaggio profondo, senza screpolarsi o
rompersi.
I materiali imbutibili, sono anche malleabili, e
caratterizzati da elevato allungamento
Materiali imbutibili: acciai con basso tenore di carbonio, acciai inox, rame, ottone, alluminio,
piombo.
Materiali non imbutibili: ghisa
Imbutibilità

144. Piegabilità
E’ l’attitudine dei materiali a subire notevoli deformazioni tramite piegatura, senza
che essi manifestino screpolature o cedimenti.
I materiali per essere sottoposti a piegatura devono avere buona malleabilità, grande resilienza, buon
allungamento e grande purezza.
Sono piegabili gli acciai dolci a bassa percentuale di carbonio e le leghe leggere.
Nella pratica industriale si ricorre a piegatura anche nella costruzione di profilati
metallici in generale, angolari, scaffalature metalliche, grondaie, ecc.
I materiali piegabili sono in genere anche malleabili.
Materiali pieghevoli: acciai a basso tenore di carbonio, leghe leggere.
Materiali non pieghevoli: ghisa, acciai temprati.

145. Piegabilità, attitudine di un materiale a subire l’operazione
di piegatura senza rompersi o screpolarsi

146. Truciolabilità
E’ l’attitudine del materiale a subire lavorazioni, lasciandosi tagliare per asportazione
di truciolo alle macchine utensili (torni, fresatrici, trapani…).
L’asportazione del materiale sotto forma di truciolo, avviene per mezzo di un utensile
appositamente affilato, costituito da materiale che presenta una elevata durezza.
Sono truciolabili: le ghise grigie. gli acciai, in particolare quelli al piombo (acciai automatici), iI bronzi
e le leghe leggere.
Non sono ben truciolabili: le ghise bianche e gli acciai temperati, perché durissimi.
Questa proprietà è sfruttata in tutte le lavorazioni con asportazione di truciolo quali la tornitura, la
trapanatura, la filettatura, la fresatura, la brocciatura ecc.

147. Truciolabilità
E’ l’attitudine del materiale a subire lavorazioni, lasciandosi tagliare per asportazione
di truciolo alle macchine utensili.
L’asportazione del materiale sotto forma di truciolo, avviene per mezzo di un utensile
appositamente affilato, costituito da materiale che presenta una elevata durezza.
Materiali truciolabili: acciai al piombo, ghise grigie, bronzi e leghe leggere.
Materiali non truciolabili: ghisa bianca, acciai temprati.

148. E’ l’attitudine di un materiale a modificare la propria struttura interna con un trattamento
termico, composto da cicli di riscaldamento e raffreddamento opportuni.
Quanto più facilmente la tempra si spinge sino al nucleo centrale del materiale, tanto
più si dice che il materiale e temprabile.
La temprabilità è una proprietà caratteristica soprattutto degli acciai ed è sfruttata nei trattamenti termici volti ad
ottenere caratteristiche meccaniche.
Ad esempio, sottoponendo un acciaio al trattamento termico di tempra si aumenta notevolmente la sua durezza.
Temprabilità
Materiali temprabili:
metalli nobili, rame, ottone, alluminio, piombo.
Materiali non temprabili:
acciai con carbonio <0,3%;

149. Lucidabilità:
è l'attitudine a lasciarsi levigare / lucidare

150. È l’attitudine del materiale ad assumere la forma di un foro sagomato (matrice) in cui
viene spinto. L’estrusione è un operazione analoga alla trafilatura, con la
differenza che il materiale non è tirato dall’esterno, ma compresso dall’interno.
Questa proprietà viene sfruttata nella operazione di estrusione per la costruzione dei profilati metallici
Tramite il processo di estrusione, tende ad acquisire determinate forme, quando viene
spinto attraverso un foro sagomato.
Materiali estrudibili: acciai a basso tenore di
carbonio, leghe leggere come le leghe
dell’alluminio e gli acciai dolci.
Materiali non estrudibili: ghisa.
Estrudibilità

151. H
O
E
Imbutibilità, caratteristica
del materiale (lamiere) a
lasciarsi deformare a
freddo per ottenere corpi
cavi, senza screpolarsi P
L
I
TeknoGraph
Estrudibilità, capacità di un
materiale ad assumere forme
particolari se costretto a
fluire attraverso un foro
sagomato

152. Fendibilità:
è l'attitudine a farsi, o non,
scalfire o spaccare.

155. Le prove meccaniche di laboratorio
Prove sui materiali

158. TIPI DI PROVE STATICHE
PROVE STATICHE

159. La prova di trazione
statica consiste nel
sottoporre un campione
del materiale ad un
carico di trazione,
applicato in modo
crescente e lentamente,
fino a determinarne la
rottura.
Il campione è detto
provetta.
Macchina universale per
prove sui materiali

160. Provetta cilindrica per
la prova di trazione
d = 10 ÷ 15 mm
Diagrammi
carichi
allungamenti.
(1)con
snervamento
(2)senza
snervamento
(1) (2)

161. La prova di flessione
statica consiste
nell’applicare
gradatamente un
carico concentrato
con direzione
perpendicolare
all’asse della provetta
Spesso la prova viene effettuata per determinare
il carico F in grado di provocare una determinata
freccia f

162. La prova di resilienza
consiste nel misurare
l’energia necessaria a
rompere, in un solo colpo,
un provetta del materiale
in esame

163. Pendolo di Charpy per la prova di resilienza
KU P·(H h) [J]

164. Le prove di durezza consistono nell’applicare una forza F
sulla superficie del pezzo, tramite un penetratore, e
valutare la dimensione dell’impronta lasciata.
Durometro
Brinell

165. Si definisce durezza Brinell HB il rapporto tra il carico di
prova F [N] e l’area della superficie dell’impronta S [mm2]
2
moltiplicato per una costante n = 0,102 [mm /N] che rende il
valore di HB adimensionale
S
F
n
HB
S
D
2 4
h
D h
D2
d2
Durezza Brinell
Penetratore sferico di acciaio
con diametro normale D = 10 mm
(altri diametri 5; 2,5 e 1 mm)

166. 2 2
[mm ] moltiplicato per una costante n = 0,102 [mm /N]
che rende il valore di HV adimensionale
Penetratore di diamante a
forma di piramide retta
Si definisce durezza Vickers HV il rapporto tra il carico
di prova F [N] e l’area della superficie dell’impronta S
F
n
HV
S
S 0,539 d2
Durezza Vickers

167. La prova di durezza Rockwell
consiste nel far penetrare il
materiale con un penetratore
sferico, di acciaio, o conico di
diamante.
La durezza è proporzionale alla
profondità dell’impronta ed è
letta direttamente sulla scala del
durometro
Sfera
HRB
Cono HRC

168. Durometro per le prove di
durezza.
L’apparecchio è dotato di
dispositivo ottico per la
rilevazione delle dimensioni
dell’impronta (durezze
Brinell e Vickers) o per la
lettura diretta del valore
della durezza Rockwell

169. ALLUMINIO
Simbolo chimico: Al.
Peso specifico: 2,7.
Temp. di fusione: 660°.
Colore:bianco-argenteo.
Si estrae dalla BAUXITE.
È molto duttile e
malleabile, molto
resistente alla corrosione e
buon conduttore sia
termico che elettrico. È
facilmente lavorabile. È
molto usato nel settore
aeronautico,
alimentare,chimico ed
elettrico e per la
produzione di leghe
leggere.
ORO
Simbolo chimico: Au.
Peso specifico: 19,32.
Temp. di fusione: 1064°.
Colore: giallo.
Si trova allo stato nativo
in pepite ed è molto raro.
È un metallo molto duttile,
malleabile e facile da
lavorare. Ottima la
conduttività sia termica
che elettrica e molto
resistente alla corrosione.
Metallo prezioso usato in
oreficeria e per il conio
delle monete e
nell’industria come
rivestimento di contatti
elettrici.
RAME
Simbolo chimico: Cu.
Peso specifico: 8,93.
Temp. di fusione:1083°.
Colore: rosso.
Si estrae dalla CUPRITE.
È un metallo tenero,
molto duttile e malleabile,
e ottimo conduttore sia
termico che elettrico. È
facilmente lavorabile e
molto resistente alla
corrosione. Si usa
soprattutto in campo
elettrico, per lattoneria e
pentolame. Molto
importanti le sue leghe:
l’ottone ed il bronzo.

170. Gli attrezzi manuali sono oggi usati prevalentemente per i lavori in casa mentre per le
lavorazioni industriali si ricorre a macchine utensili.
Le macchine utensili lavorano per asportazione e modellazione del materiale e possono
essere guidate dall’uomo o sotto controllo numerico. Le principali lavorazioni sono le seguenti:
TORNITURA FRESATURA
TRAPANATURA
ALESATURA

171. ALTRE LAVORAZIONI….
TAGLIO
MOLATURA
SALDATURA