Materialele metalice se clasifică în materiale metalice feroase şi materiale metalice neferoase. Din punct de vedere fizico-chimic, materialele metalice se prezintă sub formă de metale pure şi aliaje.
Metalele se găsesc îndeosebi sub formă de compuşi în mineruri, în afară de metalele preţioase care se găsesc sub formă pură (ex. aur sau argint). Imbunătățirea proprietăților materialeloe metalice se poate realiza prin tratamente termice sau chimice.
Materiale metalice feroase
Fierul este elementul chimic cel mai întâlnit pe Terra, formând cea mai mare parte a nucleului acestei planete și este al patrulea element ca răspândire în scoarța terestră.
Minereuri de fier sunt: hematitul, magnetitul (magnetul natural), sideritul şi pirita
Aliajele fierului cu carbonul, numite fontă și oțel, sunt materialele metalice cele mai utilizate în tehnică.
** Fonta se obține prin topirea şi reducerea minereurilor de fier în cuptoare speciale numite furnale.
Fonta conține între 2,11% și 6,67% carbon.
Furnalul este alimentat continuu cu straturi succesive de minereu, cocs (cărbune arificial care conține aproximativ 90% carbon) și fondant (calcar) introduse în această ordine. În furnal, prin arderea cocsului, minereul se topește și rezultă aliajul în stare topită, zgură și gaze de furnal. Fontele obținute în furnale sunt fonte brute. După compoziția chimică, se clasifică în fonte brute obișnuite și fonte brute aliate.
** Oţelul se obţine din lingourile de fontă brută ce se topesc în cuptoare electrice cu arc sau în cuptoare Siemens-Martin sau în convertizoare
Oțelul are un conținut sub 2,11% carbon.
În funcție de conținutul din aliaj, oțelurile sunt:
• oțeluri nealiate (numite și oțeluri carbon), care conțin ca elemente principale doar fierul și carbonul;
• oțeluri aliate, care, pe lângă fier și carbon, conțin și alte elemente: nichel, crom, molibden, vanadiu etc.
Oțelurile sunt materialele metalice cu cea mai largă utilizare în industrie
Materiale metalice neferoase
Cele mai importante metale neferoase pentru industrie sunt: aluminiul (Al), argintul (Ag), aurul (Au), cromul (Cr), cuprul (Cu), magneziul (Mg), nichelul (Ni), platina (Pt), plumbul (Pb), staniul (Sn), vanadiul (V), wolframul (W), zincul (Zn) şi aliajele rezultate din acestea.
* Aluminiul este metalul cel mai răspândit din scoarţa terestră. Principalul minereu din care se extrage aluminiul este bauxita. Aluminiul şi aliajele sale: duraluminiul (Al, Cu și Mg) şi siluminiul (Al și Si) sunt utilizate la fabricarea unor piese uşoare pentru aeronave, cabluri pentru reţele electrice, tocuri de ferestre, folii alimentare etc. Aluminiul este folosit și la metalizarea sticlei pentru obţinerea oglinzilor.
* Argintul este un metal preţios, utilizat la confecţionarea de contacte electrice, instrumente medicale, bijuterii, oglinzi şi pentru acoperirea obiectelor metalice, ca protecţie anticorozivă.
* Cuprul a fost unul dintre primele metale folosite. Principalele minereuri de cupru sunt: calcopirita, cupritul, malachitul şi azuritul. Cuprul şi aliajele sale, bronzul (Cu și Sn) şi alama (Cu și Zn) sunt folosite pentru a obține conducte de gaz şi apă, conductori electrici, materiale pentru acoperişuri, ustensile şi unele obiecte ornamentale.
* Plumbul era cunoscut de vechii egipteni, dar primii utilizatori pe scară largă ai acestui metal au fost romanii, care l-au folosit la fabricarea conductelor de apă. Principala sursă de plumb este galena (sulfura de plumb).
* Staniul (cositorul) face parte din metalele neferoase mai scumpe, deoarece minereul său principal caseritul (oxidul de staniu) se găseşte în concentrații foarte mici. Staniul este utilizat mai ales ca înveliş protector pentru tabla de oţel
* Wolframul este un metal folosit la obţinerea oţelurilor speciale pentru scule aşchietoare şi la fabricarea filamentelor pentru becuri.
PROPRIETĂŢILE MATERIALELOR METALICE - LINK
