Le inclusioni sono particelle piccole e non metalliche presenti in una matrice di metallo. Possono avere un impatto significativo sulle proprietà del metallo, sia positive che negative. Ecco una ripartizione di come le inclusioni influenzano le diverse proprietà del metallo:
1. Proprietà meccaniche:
* Forza e durezza: Le inclusioni possono agire come agenti di rinforzo aumentando la forza e la durezza del metallo. Ciò accade perché le inclusioni resistono alla deformazione e agiscono come ostacoli al movimento di dislocazione, rendendo più difficile la deformazione del metallo.
* Duttilità: D'altra parte, le inclusioni possono anche ridurre la duttilità agendo come concentratori di stress. Ciò può portare a un fallimento prematuro sotto stress.
* Turnness: L'effetto delle inclusioni sulla tenacità dipende dalle loro dimensioni, forma e distribuzione. Inclusioni grandi e acute possono fungere da siti di iniziazione crack e ridurre la tenacità. Le piccole inclusioni rotonde possono talvolta migliorare la tenacità ostacolando la propagazione delle crepe.
* Resistenza alla fatica: Le inclusioni possono anche influire negativamente sulla resistenza alla fatica. L'effetto di concentrazione dello stress può portare a crepe di fatica localizzate, riducendo la vita a fatica del metallo.
2. Proprietà fisiche:
* Conducibilità elettrica: Le inclusioni possono ridurre la conducibilità elettrica . Questo perché agiscono come barriere al flusso di elettroni.
* Conducibilità termica: Simile alla conduttività elettrica, le inclusioni possono anche ridurre la conducibilità termica.
* Densità: Le inclusioni possono aumentare la densità del metallo. L'entità dell'aumento della densità dipende dalla differenza di densità tra il metallo e il materiale di inclusione.
* Proprietà magnetiche: Le inclusioni possono influenzare le proprietà magnetiche di un metallo. Ad esempio, le inclusioni di materiali ferromagnetici possono aumentare la permeabilità magnetica di un metallo non magnetico.
3. Altre proprietà:
* Machinabilità: Le inclusioni possono rendere un metallo più difficile da macchina . Questo perché le inclusioni possono causare l'usura dell'utensile e rompere l'autunno.
* Welisabilità: Le inclusioni possono anche influire sulla saldabilità. Possono agire come ostacoli al flusso di metallo fuso, rendendo difficile ottenere una buona saldatura.
* Resistenza alla corrosione: L'effetto delle inclusioni sulla resistenza alla corrosione è complesso e dipende dalla natura dell'inclusione e dell'ambiente. Alcune inclusioni possono effettivamente migliorare la resistenza alla corrosione , mentre altri possono rendere il metallo più suscettibile alla corrosione.
Esempi:
* Acciaio: Le inclusioni di ossido in acciaio possono fungere da concentratori di stress, riducendo la duttilità e la tenacità. Tuttavia, possono anche aumentare la forza e la durezza.
* Alluminio: Le inclusioni di silice in alluminio possono portare a lacrime a caldo durante il casting.
* Titanio: Le carburi in titanio possono migliorare la forza e la durezza, ma possono anche ridurre la duttilità e la tenacità.
Inclusioni di controllo:
È importante controllare la formazione e la distribuzione delle inclusioni durante il processo di produzione. Ciò può essere ottenuto utilizzando tecniche di fusione e fusione adeguate, aggiungendo desossidizzatori e utilizzando materie prime pulite.
In sintesi:
Gli effetti delle inclusioni sulle proprietà dei metalli sono sfaccettati e dipendono dalla loro natura, dimensioni, forma e distribuzione. Comprendere questi effetti è cruciale per la scelta dei materiali giusti e dei processi di produzione per applicazioni specifiche.
