Leghe metalliche: tipi, proprietà ed esempi
Le leghe metalliche sono materiali formati da combinazioni di due o più metalli, o metalli e non metalli. Quindi queste sostanze possono essere rappresentate dall'unione di un metallo primario (o base) e il nome di questo metallo può venire a rappresentare il nome della lega.
La lega è creata da un processo di unione dei diversi elementi fusi, in cui gli altri elementi vengono uniti o disciolti nel metallo base, unendo i componenti per formare un nuovo materiale con proprietà miste di ciascun elemento separatamente.
Questo tipo di materiale viene solitamente creato per sfruttare i punti di forza di un metallo e, contemporaneamente, per combattere le sue debolezze attraverso la sua unione con un altro elemento in grado di soddisfare questi bisogni.
Ciò si verifica in esempi come l'acciaio, che utilizza carbonio per rafforzare la struttura cristallina del ferro; o nel caso del bronzo, che è registrato come la prima lega ottenuta dall'uomo e che è stata usata fin dall'inizio dell'umanità.
tipo
Quando si parla dei tipi di leghe metalliche, al di là degli elementi che li compongono, questi devono essere studiati al microscopio elettronico per differenziare in base alla loro struttura cristallina.
Quindi ci sono due tipi di leghe metalliche, in base alla loro struttura cristallina e al meccanismo che è stato effettuato per la loro formazione: leghe per sostituzione e interstiziali.
Leghe per sostituzione
Queste leghe sono quelle in cui gli atomi della lega (la sostanza che si lega al metallo base) sostituiscono gli atomi del metallo primario per la formazione della lega.
Questo tipo di lega viene generato quando gli atomi del metallo di base e quelli dell'agente legante hanno una dimensione simile. Le leghe per sostituzione hanno la caratteristica di avere i loro elementi costitutivi relativamente vicini nella tavola periodica.
L'ottone è un esempio di una lega per sostituzione, che è formata dall'unione di rame e zinco. A loro volta, questi hanno atomi di dimensioni e vicinanza simili nella tavola periodica.
Leghe interstiziali
Quando l'agente o gli agenti leganti hanno atomi che sono considerevolmente più piccoli di quelli del metallo primario della lega, possono entrare nella struttura cristallina del secondo e perdere tra gli atomi più grandi.
L'acciaio è un esempio di lega interstiziale, in cui un piccolo numero di atomi di carbonio si trova tra gli atomi nel reticolo cristallino del ferro.
proprietà
Contrariamente a molti altri materiali, le leghe metalliche non possiedono una serie di proprietà intrinseche a questo tipo di miscela; Questi sono solitamente formati per catturare le caratteristiche desiderabili di ciascun elemento e migliorarne l'utilità.
Pertanto, queste sostanze presentano un carattere unico quando si tratta di misurare le loro proprietà generali, ma è noto che sono create per migliorare le seguenti caratteristiche:
Resistenza alla deformazione o agli urti
La resistenza meccanica di un metallo può essere aumentata dalla sua unione con un altro elemento metallico o non metallico, come nel caso degli acciai inossidabili.
Questi utilizzano cromo, nichel e ferro per formare un materiale di resistenza alla trazione estrema per un ampio spettro di usi commerciali e industriali.
In questo modo, le leghe di alluminio (con rame, zinco, magnesio o altri metalli) sono un altro tipo di leghe in cui vengono aggiunti i secondi componenti per migliorare la resistenza dell'alluminio, un metallo puro naturalmente morbido.
Punto di fusione
Il punto di fusione delle leghe è diverso da quello dei metalli puri: questi materiali non hanno un valore fisso, ma si fondono in un intervallo di temperature in cui la sostanza diventa una miscela di fasi liquide e solide.
La temperatura alla quale inizia la fusione è chiamata solidus e la temperatura alla quale finisce si chiama liquidus.
Resistenza alla corrosione
Le leghe possono essere formate allo scopo di migliorare la capacità di un metallo di resistere alla corrosione; Nel caso dello zinco, ha una proprietà di elevata resistenza al processo di corrosione, che lo rende utile quando lo si mescola con altri metalli come rame e acciaio.
Aspetto e colore
Ci sono leghe che sono state create per abbellire un metallo e dare usi decorativi. L'alpaca (o nuovo argento) è un materiale formato da zinco, rame e nichel, che ha un colore e una luminosità simili all'argento che possono confondere le persone che non hanno familiarità con questo materiale. Inoltre, viene utilizzato per numerose applicazioni.
Conduzione di calore
La conduzione del calore può essere diminuita o aumentata con l'unione tra un metallo e un altro elemento.
Nel caso dell'ottone, questo è un ottimo conduttore di calore ed è utile per la produzione di radiatori domestici e scambiatori di calore nel settore. Inoltre, le leghe di rame hanno una conduttività termica inferiore rispetto al metallo puro.
Conduzione elettrica
La conduzione elettrica può anche essere favorita o danneggiata dall'unione di un metallo con un'altra sostanza.
Il rame è naturalmente uno dei migliori materiali elettricamente conduttivi, ma verrà danneggiato a questo proposito alleandosi con altre sostanze per formare leghe.
Esempi
Ferro meteorico
È quella lega che si trova in natura, ottenuta da meteoriti caratterizzati dalla loro composizione di nichel e ferro, che cadde sulla Terra in passato e permise ai primi umani di usare questo materiale per forgiare armi e strumenti.
bronzo
Rappresenta la lega di rame e stagno e rappresentava la lega di base per la fabbricazione di armi, utensili, sculture e gioielli durante i primi tempi dell'umanità.
ottone
Una lega di rame e zinco. Questo materiale è utilizzato per il suo basso attrito per essere parte di serrature, maniglie delle porte e valvole.
manganese
Questo elemento non è ottenuto in forma libera in natura. Rappresenta comunemente un agente legante di ferro in molteplici forme minerali e può avere usi importanti negli acciai inossidabili.
