Industria metallurgica: la lavorazione del piombo

Come si prepara con esattezza il piombo a livello metallurgico? Il minerale in questione, in genere arricchito per flottazione, viene sottoposto a riscaldamento in corrente d’aria, in condizioni variabili a seconda del tipo di minerale e del metodo con cui viene preparato. Nel procedimento per arrostimento e riduzione, il solfuro viene trasformato direttamente in ossido e questo è ridotto con carbone, in forni a tino, per dare luogo a piombo impuro insieme a una matta piombifera che contiene l’arsenico. Nel processo di arrostimento e reazione, invece. la galena viene riscaldata in forni a riverbero oppure in delle muffole, in presenza di poca aria, per ottenere una miscela, in proporzioni appropriate, di solfuro solfato e ossido di piombo.

Metallurgia: la Metallic Surface Fusion

La Metallic Surface Fusion (meglio nota con l’acronimo Msf tratto dalle tre iniziali) è il processo di impregnazione con carburi idoneo a realizzare degli strati metallici sottili con una certa precisione e ripetibilità: la sigla in questione sta a indicare proprio la fusione di superficie metallica. Il vantaggio fondamentale dei rivestimenti superficiali di carburo sta tutto nell’aumento importante di resistenza all’usura, la quale varia da due a venti volte. I vantaggi del sistema Msf rispetto a quelli convenzionali sono inoltre molti altri: si possono citare, solo per fare alcuni esempi, l’affidabilità in produzione, la maggiore velocità di applicazione del materiale a densità equivalente, il controllo preciso di potenza e di movimento, la qualità riproducibile del trattamento e la possibilità di trattare le piccole zone, le linee sottili e i contorni.

Come sfruttare le proprietà industriali del duralluminio

Il duralluminio, noto anche col nome più semplice di “dural”, non è altro che una lega di alluminio, rame e magnesio: la sua composizione tende a variare entro vari limiti, vale a dire il rame può arrivare fino al 5,5%, il magnesio al 2%, mentre il ferro (tenuto ovviamente conto delle impurità) anche allo 0,5%. Tutto il resto, poi, viene ad essere costituito da alluminio. Di solito, la lega in questione viene temperata in acqua fredda o in aria e lasciata poi maturare per cinque-sei giorni a temperature molto più ordinarie. L’alternativa è quella di rinvenire il tutto a 100-150 gradi per alcune ore, in modo da ottenere un forte miglioramento delle caratteristiche meccaniche. In effetti, il carico di rottura passa da venti a quaranta chilogrammi per millimetro quadro.

Le proprietà dei materiali ferromagnetici

I materiali ferromagnetici sono quelli che possiedono la proprietà di generare appunto un campo magnetico nello spazio che è ad essi circostante: un’altra proprietà specifica è quella di aumentare l’induzione magnetica di un campo in cui questi stessi materiali sono stati immersi. Gli esempi più importanti che si possono fare in questo caso riguardano il ferro, il cobalto, il nichel e alcun loro minerali, come la magnetite, da cui ha preso nome il magnetismo. I materiali in questione, tra l’altro, dimostrano la proprietà di operare la magnetizzazione per induzione nelle sostanze dello stesso tipo e di conseguenza esercitano, sopra di esse, delle azioni magnetodimaniche di attrazione.

Il processo al forno Martin-Siemens Basico

Secondo la caratteristica principale dei processi su suola, nel forno Martin-Siemens, la depurazione del bagno è funzione della composizione della scoria: quindi, dalla attività e dalla fluidità di essa, a parità di altri fattori ben precisi, dipende la velocità con cui l’equilibrio viene raggiunto. In esso avvengono due operazioni fondamentali, vale a dire la fusione e l’affinazione. Con la marcia alla massima erogazione di calore e fiamma corta, nella prima fase si porta a fusione completa la carica, la quale è costituita da ghisa liquida (circa il 60%), da rottami e minerali di ferro e calce. Al momento dell’affinazione, poi, la marcia a fiamma lunga è molto irradiante e progressiva e va a ridurre l’erogazione di calore.

Materiali metallici: l’acciaio e le sue leghe

Se si dovessero elencare tutte le tipologie di acciai che vengono sfruttati a livello industriale, ci sarebbe quasi da impazzire. Un’elencazione è comunque necessaria, mettendo in risalto le categorie più interessanti e utili da questo punto di vista. Ad esempio, si può cominciare dall’acciaio al carbonio, il quale viene sfruttato soprattutto per i grossi alberi, gli alberi da pistoni, gli ingranaggi industriali, i bulloni e i dischi per le seminatrici. Gli acciai al cromo-manganese, invece, sono molto utili in sostituzione di quelli al nichel, soprattutto quando si tratta di lavorare su organi di macchine di medio spessore e non molto sollecitati. Il cromo-vanadio, poi, risulta prezioso nel caso in cui vi siano dei pezzi di dimensioni non eccessive, visto che hanno una penetrazione di temperatura piuttosto limitata.

Trattamenti termici: il procedimento di nitrurazione

Il procedimento di nitrurazione consiste essenzialmente nella diffusione dell’azoto al posto del carbonio negli strati superficiali dell’acciaio dolce: lo scopo è molto simile a quello che si vuole ottenere dalla cementazione, ma vi sono comunque dei vantaggi non indifferenti. Ad esempio, la durezza superficiale è maggiore, ma non si tratta soltanto di questo; in effetti, negli acciai bonificati a circa seicento gradi, la tenacità del cuore non viene modificata dalla nitrurazione, mentre la durezza si mantiene invariata fino a circa cinquecento gradi. Inoltre, non si devono dimenticare la maggior resistenza superficiale e che la temperatura bassa e uniforme del processo in questione evita delle deformazioni o delle tensioni dannose, tanto più che nessun ulteriore trattamento termico deve poi essere eseguito.

Utensili per il taglio dei metalli: l’utilizzo dell’acciaio

Gli acciai ordinari, vale a dire quelli al semplice carbonio, devono proprio a quest’ultimo la loro durezza che aumenta sino a tenori di carbonio di circa lo 0,6%: soltanto nelle fasi successive, inoltre, tendono ad aumentare i carburi indisciolti che possono favorire una maggiore resistenza all’usura del tempo. Di solito, si utilizzano degli acciai con il carbonio che è compreso tra lo 0,55 e l’1,5%. Ci sono poi anche i cosiddetti acciai unificati (UC 110, UC 100, UC 85 e UC 70), i quali presentano questi numeri in base al tenore medio di carbonio che viene moltiplicato poi per cento; il tenore di manganese e di silicio è in media dello 0,3%.

Metallurgia e ghisa: il funzionamento dell’alto forno

La maggior parte della ghisa industriale viene fabbricata con l’alto forno, la cui altezza è di circa trenta metri: lo spessore e la refrattarietà delle pareti cresce dall’alto al basso, in cui riesce a raggiungere lo spessore di poco più di un metro. Esternamente, invece, vi sono delle fasce saltuarie realizzate in lamiere di ferro. Dalla bocca del tino si caricano a strati i minerali, il coke metallurgico e il fondente. Il peso di una carica è in media pari a cinque tonnellate, mentre il peso del coke arriva a una tonnellata. La qualità e la quantità del fondente, al contrario, vengono regolate in base alla qualità e alla quantità della ganga e delle ceneri. Queste ultime sono costituite in larga misura da silice, allumina e ossido di calcio e di magnesio (provenienti dal carbonato, il quale si trasforma in ossido nel forno stesso). La ganga e il fondente, poi, giungono a fusione nello stesso momento e formano la cosiddetta scoria (cinquecento chilogrammi per tonnellata di ghisa).

Materiali e metalli: la prova di resilienza

La prova di resilienza, detta anche “prova di resistenza all’urto su provetta intagliata”, si realizza andando a rompere con un solo colpo, in condizioni di prova ben precise, una provetta già intagliata: inoltre, si provvede anche a misurare e calcolare nel dettaglio il lavoro di rottura. La resilienza stessa è data dal rapporto tra il lavoro di rottura, misurato in chilogrammetri, e la sezione della provetta in corrispondenza dell’intaglio, stavolta misurata in centimetri quadri. Per quel che concerne le provette, poi, queste ultime devono avere una sezione quadrata di cento millimetri quadri e una lunghezza di cinquantacinque millimetri; a metà lunghezza devono avere, su una faccia, un intaglio di due millimetri di profondità con un fondo cilindrico di un millimetro di raggio.