Una lega metallica è un materiale derivato dalla combinazione di due o più elementi, di cui almeno un metallico, che possiede proprietà fisiche diverse da quelle delle singole parti. La lega può essere una soluzione od un composto. Nel caso la lega sia derivata dalla combinazione di due elementi, sarà detta lega binaria, se basata su tre elementi, ternaria, e se formata da quattro elementi, lega quaternaria.
Cosa sono le leghe metalliche
La lega, per essere utile, deve presentare proprietà fisiche diverse rispetto a quelle dei singoli elementi; ad esempio l’acciaio, una lega composta da ferro e carbonio, possiede una resistenza di gran lunga maggiore rispetto al normale ferro.
Al contrario di un minerale puro, una lega non ha un punto di fusione, bensì una fase dove è presente contemporaneamente uno stato solido ed uno stato liquido; in particolare, è detta solidus la temperatura dal quale inizia la fusione e liquidus la temperatura dalla quale la fusione è completata. Alcune leghe sono create per possedere un singolo punto di fusione: queste leghe particolari sono chiamate leghe eutettiche.
Molto spesso una lega è chiamata con il nome di uno solo dei suoi componenti, solitamente il più importante, per esempio l’oro 14 carati e l’argento usato in oreficeria sono leghe metalliche.
Gli atomi all’interno di una lega si comportano nelle reciproche azioni seguendo uno dei seguenti casi
Nel caso di una soluzione solida disordinata, atomi differenti si attraggono con eguale forza, determinando una distribuzione degli atomi omogenea ma casuale.
In caso contrario è detta soluzione solida ordinata, poiché gli atomi si dispongono seguendo uno schema causato dagli atomi con una forza d’attrazione maggiore.
E’ detto composto intermetallico se gli atomi delle diverse componenti hanno una elettronegatività così differente che la struttura acquista alcune proprietà tipiche di un composto chimico; nel caso di una elettronegatività così forte da creare un composto ionico, tale sostanza non è più considerata una lega ma un composto chimico.
All’interno di una lega eutettica gli atomi diversi si attraggono con una forza più bassa rispetto a quella che intercorre tra atomi identici, formando in tal modo una successione di cristalli dell’uno e dell’altro componente.
Quali sono le leghe metalliche più comuni
Le leghe metalliche più comuni includono una vasta gamma di materiali combinati per ottenere proprietà specifiche come resistenza, leggerezza, conduttività elettrica e termica, resistenza alla corrosione e così via. Ecco alcune delle leghe metalliche più comuni:
Acciaio inossidabile: una lega di ferro, cromo e, spesso, nichel. È molto resistente alla corrosione e viene utilizzato in una varietà di applicazioni, come utensili da cucina, componenti automobilistici e strutture architettoniche.
Acciaio al carbonio: una lega di ferro e carbonio. La quantità di carbonio presente determina la resistenza e la durezza dell’acciaio. Viene utilizzato in edilizia, industria automobilistica e per la produzione di utensili.
Ottone: una lega di rame e zinco. L’ottone è noto per la sua resistenza alla corrosione, la buona conduttività elettrica e la facilità di lavorazione. Viene utilizzato in componenti elettrici, valvole, strumenti musicali e oggetti decorativi.
Bronzo: una lega di rame e stagno. Il bronzo è resistente alla corrosione e ha una buona resistenza meccanica. Viene utilizzato in applicazioni marine, componenti meccanici e sculture.
Alluminio: leghe di alluminio contengono alluminio come elemento principale e possono includere altri elementi come rame, magnesio, silicio e zinco. Queste leghe sono leggere, resistenti alla corrosione e hanno una buona conducibilità termica ed elettrica. Sono comunemente utilizzate in aerei, automobili e componenti elettronici.
Titanio: leghe di titanio sono conosciute per la loro resistenza, leggerezza e resistenza alla corrosione. Sono spesso utilizzate in applicazioni aerospaziali, impianti medici e componenti ad alte prestazioni.
Nichel: leghe di nichel, come l’Inconel e il Monel, sono note per la loro resistenza alle alte temperature e alla corrosione. Sono utilizzate in applicazioni ad alte temperature, come turbine a gas e motori a reazione.
Questi sono solo alcuni esempi delle leghe metalliche più comuni, ma esistono molte altre leghe con proprietà e applicazioni specifiche.