Metalli malleabili: esempi, caratteristiche e applicazioni

I metalli malleabili sono materiali che possono essere modellati in fogli sottili senza rompersi, grazie alla loro capacità di sostenere una deformazione plastica sotto compressione.

In questo articolo andremo ad esaminare nel dettaglio le caratteristiche intrinseche di questi metalli e alcune delle loro innumerevoli applicazioni nei diversi settori.

Si discuterà in che modo la malleabilità influisce sulla scelta dei materiali in progetti specifici e come questa proprietà si differenzia dalla duttilità, un altro importante attributo dei metalli, per poi esaminare i principali metalli malleabili.

La malleabilità è una proprietà fisica che descrive la capacità di un metallo di essere deformato plasticamente sotto compressione (anche a freddo), permettendo la produzione di lamiere e fogli.

Tale proprietà è particolarmente rilevante per i metalli, permettendo loro di essere estesi o modellati in fogli sottili, attraverso processi come la laminazione o la martellatura.

Un materiale, dunque, viene definito malleabile quando può subire significative deformazioni plastiche in risposta a uno sforzo di compressione, senza rompersi.

Ciò significa che, piuttosto che fratturarsi, tende a distribuire lo sforzo su di sé, modificando dunque la sua forma. Questa caratteristica è misurabile e quantificabile attraverso vari test di laboratorio.

Sebbene spesso utilizzati in maniera intercambiabile, i termini duttilità e malleabilità descrivono due diversi aspetti della deformabilità dei metalli.

La duttilità si riferisce alla capacità di un metallo di essere stirato in fili sottili senza rompersi, un comportamento tipico quando si applica uno sforzo di trazione.

Al contrario, la malleabilità si concentra sulla capacità del metallo di essere spianato in fogli sottili sotto compressione.

Un materiale può essere molto malleabile e meno duttile e viceversa, o addiruttura presentare entrambe le caratteristiche, a seconda della sua struttura cristallina e delle forze atomiche interne.

I metalli malleabili presentano una serie di caratteristiche distintive che li rendono particolarmente utili in vari settori industriali e manifatturieri.

Tra le più significative si annoverano:

• elevata plasticità, che consente ai metalli di essere pressati o battuti in forme sottili o estesi, senza che si verifichi una rottura;
• capacità di assorbimento di energia cinetica durante la deformazione plastica, rendendoli ideali per applicazioni che richiedono resistenza agli impatti;
• tenacità (chiamata anche tensione di rottura), utile per la produzione di oggetti che devono sopportare sollecitazioni senza cedere a rotture;
• mantenimento dell’integrità strutturale sotto carichi statici e dinamici;
• versatilità termica. Molti metalli vedono incrementare la propria malleabilità con l'innalzamento della temperatura, permettendo in questo modo processi di formatura a caldo.

La loro eccezionale capacità di deformarsi senza rompersi, dunque, rende i metalli malleabili perfetti per una vasta gamma di applicazioni, dall’industria fino ai beni di consumo e alla tecnologia moderna.

Vediamo le principali applicazioni.

• produzione di utensili e hardware, come cerniere, maniglie, bulloni e morsetti;
• arte e gioielleria, grazie alla possibilità di modellare il metallo in forme complesse;
• componenti strutturali in architettura e ingegneria civile, come telai di finestre e porte, si avvalgono della malleabilità dei metalli per ottenere forme specifiche e per la capacità di distribuire carichi;
• applicazioni nel settore elettrico ed elettronico per la realizzazione di connettori, commutatori e altre parti che richiedono materiali in grado di condurre elettricità preservando la forma;
• imballaggi, per via della leggerezza di alcuni di questi materiali e alla loro capacità di essere pressati in fogli sottilissimi, in particolare i nastri di alluminio;
• settore automobilistico e dei trasporti, grazie alla loro capacità di assorbire energia in caso di urti e per la loro resistenza alla corrosione;
• attrezzature mediche.

Vediamo ora una lista dei principali metalli malleabili come oro, argento e ferro, oltre a leghe come ottone, alluminio, rame e stagno.

L'oro è il metallo più malleabile esistente, capace di essere battuto in fogli estremamente sottili, noti come foglia oro.

Questa proprietà lo rende ideale per applicazioni di gioielleria e decorazioni artistiche. Anche l'argento, nonostante sia meno malleabile dell'oro, è ampiamente utilizzato in gioielleria, posateria e in componenti elettronici, grazie anche alla sua elevata conducibilità elettrica.

Il rame è un altro metallo estremamente malleabile, famoso per la sua conducibilità termica ed elettrica. Questo lo rende insostituibile in applicazioni elettriche come cavi e circuiti. Inoltre, il rame è utilizzato in tubature, sistemi di riscaldamento e di refrigerazione.

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Il ferro, pur essendo meno malleabile rispetto a oro e argento, è estremamente importante nell'industria. La sua forza e la capacità di formare leghe, come l'acciaio, lo rendono fondamentale in:

• costruzioni;
• trasporti;
• infrastrutture.

La sua malleabilità può essere notevolmente aumentata attraverso vari processi di trattamento termico e lega.

Le lastre di alluminio possono essere personalizzate attraverso trattamenti specifici e laminature a caldo o freddo, motivo per cui vengono ampiamente impiegate in una varietà di settori.

Dall'edilizia, dove vengono utilizzate per coperture e rivestimenti, alla produzione di elettrodomestici, lattine e componenti per trasporti, le lastre di alluminio offrono soluzioni economiche, durevoli e esteticamente gradevoli.

Questa ampia gamma di applicazioni sottolinea il ruolo cruciale dell'alluminio nel mondo moderno, dalla sua utilità pratica fino alle sue qualità estetiche e strutturali.

L'ottone, una lega di rame e zinco, è noto per la sua notevole malleabilità, che lo rende facilmente lavorabile e adatto per una varietà di applicazioni, come:

• strumenti musicali;
• componenti di macchinari;
• decorazioni.

La resistenza alla corrosione dell’ottone e la sua estetica gradevole lo rendono popolare in molteplici settori.

Infine, lo stagno, sebbene non sia estremamente malleabile in forma pura, è cruciale nella produzione di leghe come il bronzo, costituito appunto da stagno e rame.

Le sue applicazioni includono la saldatura, la produzione di vetri e rivestimenti protettivi per altri metalli, sfruttando la sua resistenza alla corrosione e la sua facilità di fusione.