Industria metallurgica: il difetto della segregazione

La segregazione è il difetto che spesso si può rilevare nei materiali che sono ottenuti per mezzo della fusione: in pratica, si tratta di una mancanza di omogeneità nella costituzione cristallina degli stessi. Quali sono le cause principali? Quando un metallo fuso comincia a solidificarsi, si formano tanti piccoli germi cristallini che vanno man mano aumentando di dimensione. Però, mentre la parte più interna di ogni singolo cristallo, la quale è quella che si forma per prima, è composta di un materiale molto puro, gli strati che si aggiungono in via progressiva risultano sempre più ricchi di impurità, quali carbonio, zolfo e fosforo. A questo primo difetto, inoltre, se ne aggiunge un altro, detto “grande segregazione”, il quale è dovuto principalmente al fatto che i primi cristalli si formano a contatto con le pareti della forma, in cui il raffreddamento è più rapido, e sono notevolmente puri, mentre le impurità vengono respinte verso il centro della forma dove il materiale è ancora liquido.

Quando quest’ultima zona si solidifica, risulta maggiormente ricca di inclusioni estranee e il pezzo si presenta come poco omogeneo. L’inconveniente può essere attenuato comunque con una ricottura, che però non è sempre molto efficace, visto che alcuni elementi, come ad esempio il fosforo e lo zolfo, sono diffusibili in modo scarso.

Una tipologia particolare è quella della “segregazione inversa”, un fenomeno che si nota nelle leghe di alluminio e rame, ma anche di zinco e rame: in pratica, essa consiste in una distribuzione degli elementi contraria a quella che risulta teoricamente. Di solito, si creano delle cavità in cui viene aspirata della lega ancora allo stato liquido. Infine, la segregazione magmatica è il processo per cui durante la risolidificazione di rocce fuse, alcuni minerali, soprattutto quelli metallici, si concentrano in alcune zone, dando talvolta origine a dei giacimenti coltivabili dal punto di vista industriale.