Nozioni di base sui materiali Composizione dei metalli: comprendere gli elementi che definiscono i metalli e le leghe 6 minuti di lettura • Aggiornato a settembre 2026 La composizione di un metallo, ovvero gli elementi che lo compongono e le loro proporzioni, è ciò che determina in ultima analisi la sua classificazione, le sue proprietà e i suoi impieghi. In base alla composizione, i metalli vengono generalmente classificati in tre gruppi: metalli ferrosi, metalli non ferrosi e leghe.Il gruppo dei metalli ferrosi è composto principalmente da ferro. Per ottenere le proprietà richieste, possono essere aggiunte piccole quantità di altri metalli o elementi, quali carbonio, manganese, nichel, cromo, silicio, titanio e tungsteno. I metalli non ferrosi, al contrario, non contengono ferro. Tra i metalli puri più comuni figurano l’alluminio, il rame, il piombo, lo zinco, lo stagno, l’argento e l’oro. Una lega è un nuovo metallo ottenuto mescolando insieme due o più metalli e, talvolta, altri elementi. I metalli più diffusi in assoluto includono il ferro, l’alluminio, il rame, il titanio, lo zinco e il magnesio. Composizione e tipi di acciaio Il ferro è il componente di base dell’acciaio. Quando al ferro si aggiunge carbonio, un non metallo, in quantità fino al 2,1%, si ottiene una lega nota come acciaio. Più in generale, l’acciaio è una lega di ferro e altri elementi, quali carbonio, manganese, fosforo, zolfo, nichel, cromo, tungsteno, niobio (columbio) e titanio. Ogni elemento aggiunto alla base di ferro influisce sulle proprietà dell’acciaio, e sono proprio queste aggiunte di lega a determinare molte delle differenze tra i vari tipi e gradi di acciaio. In base al tenore di carbonio, gli acciai si suddividono in tre gruppi principali. Gli acciai a basso tenore di carbonio comprendono le designazioni da AISI 1005 ad AISI 1026, oltre agli acciai IF, HSLA, TRIP e TWIP. Gli acciai a medio tenore di carbonio vanno da AISI 1029 ad AISI 1053, mentre quelli ad alto tenore di carbonio vanno da AISI 1055 ad AISI 1095. Secondo la norma EN, i gradi di acciaio sono invece suddivisi in diversi gruppi: acciai non legati (ad esempio, da EN DC01 a DC06, S235 e S275), acciai legati (ad esempio, 20CrMo4 e 25CrMo4), acciai inossidabili, acciai per utensili (ad esempio, DIN-EN 1.1545, AISI/SAE W110 e DIN-EN 1.2436 o AISI/SAE D6), acciai per lamiere e nastri, e acciai per lamierini e nastri magnetici (ad esempio, EN 1.0890 ed EN 1.0803). Composizione e serie delle leghe di alluminio L’industria dell’alluminio impiega l’alluminio sotto forma di leghe da fusione e da lavorazione plastica. Queste due classi possono essere ulteriormente suddivise in famiglie in base alla composizione chimica e alla designazione dello stato di trattamento. Secondo il sistema di designazione CEN comunemente accettato, i tipi di alluminio più comuni rientrano nelle seguenti serie: Serie 1xxx: 1050, 1060, 1100, 1145, 1200, 1230, 1350 Serie 2xxx: 2011, 2014, 2017, 2018, 2124, 2219, 2319 e i gradi da fusione 201.0, 203.0, 206.0, 224.0, 242.0 Serie 3xxx: 3003, 3004, 3105 e i gradi da fusione 383.0, 385.0, A360, 390.0 Serie 4xxx: 4032, 4043, 4145, 4643 Serie 5xxx: 5005, 5052, 5083, 5086 Serie 6xxx: 6061, 6063 Serie 7xxx: 7075, 7050, 7049 e i gradi da fusione 710.0, 711.0 Serie 8xxx: 8006, 8111, 8079 e i gradi da fusione 850.0, 851.0, 852.0 Composizione e gruppi delle leghe di titanio Le leghe di titanio sono raggruppate non tanto in base a un singolo elemento, quanto in base all’equilibrio di proprietà che la loro composizione conferisce. Modificando le aggiunte di lega, principalmente alluminio, vanadio, molibdeno, stagno, zirconio e palladio, il metallo si orienta verso una di tre categorie pratiche: resistenza alla corrosione, elevata resistenza meccanica o prestazioni ad alta temperatura. Il gruppo resistente alla corrosione si basa sul titanio commercialmente puro (gradi da 1 a 4) e su varianti debolmente legate che aggiungono piccole quantità di palladio, oppure di molibdeno e nichel, per migliorare la resistenza in ambienti chimici aggressivi. Poiché in questo caso la resistenza meccanica non è la priorità, queste composizioni restano vicine al titanio puro. Esempi tipici sono i gradi Ti-Pd (7, 11, 16 e 17) e il Ti-0.3Mo-0.8Ni (grado 12), preferiti per l’industria chimica e le applicazioni marine. Il gruppo ad alta resistenza introduce quantità maggiori di alluminio e vanadio, e spesso molibdeno, cromo o stagno, per aumentare la resistenza meccanica negli impieghi strutturali e portanti. La lega di riferimento di questo gruppo, e dell’intera industria del titanio, è la Ti-6Al-4V (grado 5). Altri esempi sono le leghe Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-10V-2Fe-3Al e Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, tutte sviluppate per offrire un’elevata resistenza mantenendo la leggerezza tipica del titanio. Il gruppo per alte temperature è progettato per mantenere la resistenza e resistere allo scorrimento viscoso (creep) a temperature elevate, caratteristiche che rendono queste leghe adatte ai componenti dei motori e ad altre parti esposte al calore. Le loro composizioni combinano tipicamente alluminio e stagno con zirconio, molibdeno e piccole aggiunte di silicio, che migliorano la stabilità alle alte temperature. Tra i gradi rappresentativi figurano la Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, la serie IMI, come IMI 685 e IMI 834, e il TIMETAL 1100. Composizione e purezza dell’oro La purezza, o finezza, dell’oro in gioielleria è indicata dal numero di carati. L’oro a 24 carati (24K) è la classificazione più pura dell’oro per gioielleria. Noto anche come oro fino, ha una purezza superiore al 99,7%. L’oro “proof” è ancora più fine, con una purezza superiore al 99,95%, ma viene utilizzato solo a fini di standardizzazione e non è disponibile per la gioielleria. Composizione del rame: ottoni e bronzi Le forme più diffuse di rame e delle sue leghe sono gli ottoni e i bronzi. L’ottone è una lega di rame e zinco contenente tra il 5% e il 42% di zinco, come CuZn28, CuZn37 e CuZn42. Il suo nome tedesco è Messing (ad esempio, Ms58 corrisponde a CuZn42) e gli ottoni sono solitamente di colore giallo. Il bronzo è una lega di rame con altri metalli. Il più comune è lo stagno (ad esempio, CuSn6, CuSn10 e CuSn14), seguito dal fosforo (ad esempio, PB1C, PB4C, PB3 e LPB1C) e dal manganese (ad esempio, HTB1, HTB2 e HTB3), ma i bronzi possono contenere anche alluminio (ad esempio, AB1C e AB2C) e piombo (ad esempio, LG1C, LG2C e LG3C).