I metalli possono essere suddivisi in una serie gestibile di gruppi, e la comprensione di questi gruppi costituisce la base per lavorare con i diversi tipi di metallo. Dal punto di vista fisico, un metallo è una sostanza dal luccichio brillante che conduce bene il calore e l’elettricità; i metalli variano in termini di durezza, densità, malleabilità e duttilità. Possono essere piegati, allungati, forati, fusi, rivettati, saldati, tagliati, attorcigliati e ripiegati, il tutto con grande precisione. In linea di massima, i tipi di metallo si suddividono 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 e tungsteno. La maggior parte delle leghe ferrose, sebbene non tutte, è leggermente magnetica e presenta una scarsa resistenza alla corrosione. Ad esempio, le leghe ferrose tendono a presentare un certo grado di ossidazione, nota come ruggine, che ha un caratteristico colore rossastro. Sebbene la maggior parte dei metalli ferrosi sia solo leggermente magnetica, alcuni, tra cui il ferro, il nichel, il cobalto e le loro leghe, mostrano proprietà magnetiche pronunciate, un fenomeno noto come ferromagnetismo.
I metalli non ferrosi sono quelli che non contengono ferro. Non sono magnetici e sono solitamente più resistenti alla corrosione rispetto ai metalli ferrosi. Tra gli esempi più comuni figurano l'alluminio, il rame, il piombo, lo zinco e lo stagno.
Alcuni metalli non ferrosi sono metalli puri, ovvero sono costituiti da un unico elemento e contengono quindi un solo tipo di atomo. I metalli puri più comuni sono l'alluminio, il rame, il ferro, 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. La gamma delle leghe possibili è praticamente infinita e ogni combinazione presenta proprietà specifiche. Questa capacità di personalizzare le proprietà è uno dei motivi principali per cui i tipi di metallo sono così versatili.
I metalli sono un materiale particolarmente adatto alla produzione di massa e si trovano in edifici, ponti, automobili, navi, pentole di alluminio, monete e innumerevoli altri prodotti. Al contrario, i metalli preziosi come l’oro e l’argento vengono spesso lavorati da artigiani esperti per realizzare anelli, calici e altri oggetti di grande bellezza.
Alcuni metalli hanno impieghi altamente specializzati. I metalli radioattivi come l'uranio e il plutonio vengono utilizzati nelle centrali nucleari per produrre energia attraverso la fissione nucleare. Il mercurio, che è liquido a temperatura ambiente, viene impiegato negli interruttori, dove completa il circuito scorrendo sui contatti dell'interruttore. Le leghe a memoria di forma trovano impiego in applicazioni quali tubi, elementi di fissaggio e stent vascolari.
Tra i metalli più diffusi figurano il ferro, l'alluminio, il rame, il titanio, lo zinco e il magnesio.
Figura 1: Usi e applicazioni comuni delle qualità metalliche
Raggruppare i metalli in famiglie di metalli ferrosi, non ferrosi e leghe è un utile punto di partenza, ma rappresenta solo una delle prospettive attraverso cui descrivere e scegliere i materiali. Il resto della nostra serie dedicata ai metalli esamina le altre prospettive. La sezione “Composizione dei metalli” va oltre le semplici classificazioni per mostrare come la combinazione di elementi determini le potenzialità di un materiale, mentre la sezione “Proprietà dei metalli” illustra il comportamento meccanico e fisico che definisce i campi di applicazione di ciascuna classificazione. Una volta che si lavora su documenti reali, la sezione “Specifiche dei metalli” tratta la documentazione che definisce con precisione un materiale, mentre la sezione “Standard dei metalli” spiega i quadri normativi più ampi in cui tali documenti si inseriscono. E quando è necessario abbinare un tipo di metallo alla sua controparte in un altro sistema, la sezione “Equivalenti dei metalli e riferimenti incrociati” illustra come procedere.
I tipi di metalli vengono generalmente classificati in tre gruppi: i metalli ferrosi, costituiti principalmente da ferro; i metalli non ferrosi, che non contengono ferro; e le leghe, ottenute combinando due o più metalli o elementi.
I metalli ferrosi sono composti principalmente da ferro, sono solitamente leggermente magnetici e tendono a corrodersi o ad arrugginirsi. I metalli non ferrosi non contengono ferro, sono generalmente non magnetici e sono solitamente più resistenti alla corrosione. L'alluminio, il rame, il piombo, lo zinco e lo stagno sono esempi comuni di metalli non ferrosi.
Un metallo puro è costituito da un unico elemento e contiene quindi un solo tipo di atomo. Tra i metalli puri più comuni figurano l'alluminio, il rame, il ferro, il piombo, lo zinco, lo stagno, l'argento e l'oro.
Una lega è un nuovo metallo ottenuto mescolando due o più metalli, e talvolta altri elementi. La lega permette di produrre una gamma pressoché infinita di materiali, ciascuno con proprietà specifiche.
Tra i metalli più diffusi figurano il ferro, l’alluminio, il rame, il titanio, lo zinco e il magnesio, ciascuno apprezzato per una particolare combinazione di proprietà e applicazioni.