leghe metalliche

leghe metalliche

Miscele di metalli per materiali di qualità sempre migliore

Le leghe metalliche sono materiali ottenuti miscelando tra loro due o più metalli e altri elementi per ottenere prodotti di migliore qualità, per esempio meno soggetti all’arrugginimento o più duri o più flessibili. La maggior parte degli oggetti metallici attorno a noi

è costituita da leghe, come nel caso del bronzo, dell’ottone e dell’acciaio; anche l’oro dei gioielli, in realtà, è una lega! Leghe metalliche sono utilizzate anche in campo medico, per esempio nelle protesi o nelle otturazioni dentarie

Migliorare i metalli

La lega metallica è un materiale ottenuto da una miscela di uno o più metalli ed eventuali altri elementi non metallici. Per ottenerlo occorre riscaldare, fino alla fusione, i singoli componenti della lega, che non si combinano chimicamente fra loro, ma si disperdono uno nell’altro come avviene nelle soluzioni comuni, e poi lasciarli raffreddare fino al consolidamento. Le leghe metalliche vengono prodotte al fine di migliorare alcune qualità specifiche dei metalli di partenza, ottenendo materiali dotati di proprietà specifiche, quali la resistenza, la flessibilità, la malleabilità, la lavorabilità, la durezza, la leggerezza e così via.

In altre parole, si possono ottenere leghe che sono più dure o resistenti dei metalli da cui sono composte, oppure che non si ossidano se esposte alle intemperie, o sono più leggere ma egualmente resistenti o, al contrario, divengono più malleabili, oppure possono essere lavorate più facilmente e con meno sforzo.

La produzione di leghe metalliche iniziò nella più remota antichità, non appena l’umanità imparò la tecnica con cui ottenere i metalli (metallurgia).

Leghe per tutti i gusti

Le leghe metalliche più note sono individuate con un proprio nome, come bronzo, ottone, duralluminio, acciaio e così via. Negli ultimi quarant’anni, le tecnologie di produzione hanno permesso di creare notevole quantità di nuove leghe, che trovano applicazione in campi molto specifici, come la chirurgia, la produzione di strumenti di precisione o di utensili particolari. Le leghe non sono usate comunque solo per scopi sofisticati: la maggior parte degli strumenti che utilizziamo, dalla punta della penna con cui scriviamo alle pentole con cui cuciniamo, è realizzata con leghe metalliche.

Le leghe trovano anche una grande diffusione nel campo dell’oreficeria. Molti di noi portano addosso qualche anello o catena d’oro o qualche altro piccolo gioiello. Quelli che noi chiamiamo oro o argento in realtà sono leghe, dato che questi metalli, allo stato puro, non possono praticamente essere utilizzati perché troppo malleabili. Per questo motivo l’oro utilizzato in gioielleria, ma anche in medicina e in diversi tipi di lavorazioni industriali, è una lega ottenuta miscelando questo metallo con l’argento, il platino, il nichel o il rame. La quantità di oro puro contenuto nella lega è indicata, e garantita, dalla punzonatura presente sui gioielli stessi. Per esempio, l’indicazione 14 carati sta a indicare che la quantità di oro puro presente nella lega metallica è di circa il 60%.

Forse la lega metallica che incontriamo più spesso nella nostra vita quotidiana è l’acciaio inossidabile (o inox), una lega costituita da ferro, cromo, nichel e carbonio più altri elementi accessori, presente in una pluralità di oggetti: dagli orologi alle viti e ai bulloni che tengono insieme sedie e tavoli, fino agli strumenti chirurgici, ai telai di biciclette e di ciclomotori, alla struttura dei più arditi grattacieli. Ovviamente, a seconda dell’uso cui è destinato, esistono metodi e ‘ricette’ per avere diversi tipi di acciaio: se ne contano oltre un centinaio, compresi quelli per gli usi più specifici. Gli acciai inossidabili si caratterizzano per la durezza e la resistenza alla ruggine, che li rendono più durevoli nel tempo e meno bisognosi di manutenzione. Un’ulteriore qualità dell’acciaio è quella di poter essere riciclato facilmente nel processo di produzione di nuovo acciaio.

Il bronzo, la più antica delle leghe metalliche

Il bronzo, anche se oggi non è più molto in voga, è una delle leghe metalliche più usate nella storia dell’umanità e resta probabilmente la prima lega scoperta e massicciamente usata in epoche preistoriche. Nella cronologia usata dagli storici, subito dopo l’Età del Ferro viene infatti, diversi millenni prima di Cristo, l’Età del Bronzo: un periodo storico caratterizzato, appunto, dalla scoperta della tecnica per realizzare questa lega e dal suo uso.

Con il termine bronzo si indica in realtà non una sola lega, ma un’intera famiglia, ottenuta mescolando il rame con lo stagno, lo zinco e altri materiali. Nel corso del tempo si sono creati molti tipi diversi di bronzo, ottenuti perfino con l’aggiunta di arsenico, un elemento che notoriamente è un potente veleno, ma che rende la lega particolarmente dura e resistente. I primi esempi di uso del bronzo risalgono circa al 2300 a.C. e sono stati ritrovati in Egitto e Mesopotamia. Pur essendo più duro e resistente del ferro, il bronzo ha avuto un uso limitato per molto tempo, a causa dei costi notevoli della sua produzione. Per esempio, le spade di bronzo erano riservate, nell’esercito dell’Impero Romano, sostanzialmente agli ufficiali, mentre i soldati avevano in dotazione armi realizzate con il ferro, meno efficaci e resistenti, ma assai più economiche.

Oggi il bronzo è molto meno usato che in passato, dato che riusciamo a produrre leghe più convenienti per i vari usi che dobbiamo farne. Tuttavia, alcune delle sue proprietà lo rendono ancora indispensabile. La sua buona conduttività elettrica, dovuta alla grande quantità di rame presente nella lega, lo rende utile nei motori elettrici; la sua alta resistenza all’attrito e al calore ne permette l’impiego in certe parti sia dei motori elettrici sia di quelli a scoppio, come alcuni tipi di cuscinetti e in molle particolari.

In ogni caso il bronzo, molto usato in passato per la realizzazione di statue, è tuttora il metallo preferito per la costruzione di campane di qualità, a cui assicura un suono potente e gradevole.

Le leghe metalliche e la nostra salute

Alcune leghe metalliche vengono utilizzate per riparare il nostro corpo, grazie al fatto che reagiscono poco con le cellule che compongono i nostri tessuti. Per esempio, nel caso di gravi fratture ossee, pezzi di lega metallica opportunamente sagomati possono essere inseriti a sostegno di ossa compromesse e sottoposte a sforzo continuo, come quelle delle gambe. Il metallo usato fondamentalmente per molti anni è stato l’acciaio inossidabile, o alcune leghe di ferro, che hanno ottime doti di resistenza meccanica e contemporaneamente scarsa reattività chimica verso i tessuti biologici del nostro corpo. Lo svantaggio fondamentale di questi materiali è il loro notevole peso specifico; così oggi sono più utilizzate, specie in ortopedia, leghe basate su alluminio e titanio, molto più leggere anche se assai più costose.

C’è un altro tipo di lega metallica che moltissimi di noi hanno in bocca: l’amalgama dentale, utilizzato da oltre duecento anni per curare carie e imperfezioni dei denti. Si tratta di una lega contenente mercurio e vari metalli, come argento, stagno, zinco e rame. L’amalgama, ampiamente utilizzato fino a qualche tempo fa negli studi dentistici, aveva vantaggio, oltre al costo relativamente basso e alla facilità di produzione e manipolazione, di essere malleabile, e quindi facilmente modellabile sulla cavità prodotta dalla carie per l’otturazione. Uno svantaggio era costituito dal fatto che l’amalgama è di colore scuro ed è quindi piuttosto antiestetico; inoltre è a base di mercurio, che è un metallo tossico. Oggi, col progredire delle tecniche e dei materiali, l’amalgama è stato quasi completamente sostituito da resine plastiche o ceramiche, più resistenti e soprattutto esteticamente più gradevoli.