9 PROPRIETÀ MECCANICHE DEI METALLI - CHIMICA - 2025

Le proprietà meccaniche dei metalli includono plasticità, fragilità, malleabilità, durezza, duttilità, elasticità, tenacità e rigidità. Tutte queste proprietà possono variare da un metallo all'altro, consentendo la loro differenziazione e classificazione dal punto di vista del comportamento meccanico.

Queste proprietà vengono misurate quando un metallo è sottoposto a una forza o un carico. Gli ingegneri meccanici calcolano ciascuno dei valori delle proprietà meccaniche dei metalli in base alle forze ad essi applicate.

Allo stesso modo, gli scienziati dei materiali sperimentano costantemente diversi metalli in molteplici condizioni per stabilirne le proprietà meccaniche.

Grazie alla sperimentazione sui metalli è stato possibile definirne le proprietà meccaniche. È importante notare che, a seconda del tipo, delle dimensioni e della resistenza applicata a un metallo, i risultati ottenuti variano.

Questo è il motivo per cui gli scienziati hanno voluto unificare i parametri delle procedure sperimentali, in modo da poter confrontare i risultati ottenuti da metalli diversi quando si applicano le stesse forze.

Principali proprietà meccaniche dei metalli

1- Plasticità

È la proprietà meccanica dei metalli completamente opposta all'elasticità. La plasticità è definita come la capacità dei metalli di mantenere la forma che hanno ricevuto dopo essere stati sottoposti a stress.

I metalli sono solitamente altamente plastici, per questo motivo, una volta deformati, manterranno facilmente la loro nuova forma.

2- Fragilità

La fragilità è una proprietà completamente opposta alla tenacità, poiché denota la facilità con cui un metallo può rompersi una volta sottoposto a stress.

In molte occasioni, i metalli vengono legati tra loro per ridurre il loro coefficiente di fragilità e per poter tollerare maggiormente i carichi.

La fragilità è anche definita come fatica durante le prove di resistenza meccanica dei metalli.

In questo modo un metallo può essere sottoposto più volte alla stessa sollecitazione prima di rompersi e dare un risultato definitivo sulla sua fragilità.

3- Malleabilità

La malleabilità si riferisce alla facilità con cui un metallo deve essere laminato senza che questo rappresenti una rottura nella sua struttura.

Molti metalli o leghe metalliche hanno un alto coefficiente di malleabilità, questo è il caso dell'alluminio, che è altamente malleabile, o dell'acciaio inossidabile.

4- Durezza

La durezza è definita come la resistenza di un metallo agli agenti abrasivi. È la resistenza di qualsiasi metallo a essere graffiato o penetrato da un corpo.

La maggior parte dei metalli richiede una certa percentuale per essere legati per aumentare la loro durezza. Questo è il caso dell'oro, che da solo non sarebbe così duro come lo è se mescolato con il bronzo.

Storicamente, la durezza è stata misurata su scala empirica, determinata dalla capacità di un metallo di graffiarne un altro o di resistere all'impatto di un diamante.

Oggi, la durezza dei metalli viene misurata con procedure standardizzate come il test Rockwell, Vickers o Brinell.

Tutti questi test cercano di dare risultati conclusivi senza danneggiare il metallo che viene studiato.

5- Duttilità

La duttilità è la capacità di un metallo di deformarsi prima di rompersi. In questo senso, è una proprietà meccanica completamente opposta alla fragilità.

La duttilità può essere data come percentuale dell'allungamento massimo o come riduzione massima dell'area.

Un modo elementare per spiegare quanto sia duttile un materiale può essere dalla sua capacità di essere trasformato in filo o filo. Un metallo altamente duttile è il rame.

6- Elasticità

L'elasticità definita come la capacità di un metallo di ritrovare la sua forma dopo essere stato sottoposto a una forza esterna.

In generale i metalli non sono molto elastici, per questo è comune che abbiano ammaccature o tracce di urti da cui non si riprenderanno mai.

Quando un metallo è elastico si può anche dire che è resiliente, poiché è in grado di assorbire elasticamente l'energia che lo sta provocando la deformazione.

7- Tenacia

La robustezza è il concetto parallelo alla fragilità, poiché denota la capacità di un materiale di resistere all'applicazione di una forza esterna senza rompersi.

I metalli e le loro leghe sono generalmente resistenti. È il caso dell'acciaio, la cui tenacità gli consente di essere idoneo per applicazioni edilizie che richiedono di sopportare carichi elevati senza provocare rotture.

La tenacità dei metalli può essere misurata su diverse scale. In alcuni test, vengono applicate quantità di forza relativamente piccole a un metallo, come urti o colpi leggeri. Altre volte, è comune applicare forze maggiori.

In ogni caso, il coefficiente di tenacità di un metallo sarà dato nella misura in cui non presenti alcun tipo di rottura dopo essere stato sottoposto a sollecitazione.

8- Rigidità

La rigidità è una proprietà meccanica dei metalli. Ciò si verifica quando una forza esterna viene applicata a un metallo e deve sviluppare una forza interna per sostenerlo. Questa forza interna è chiamata "stress".

In questo modo, la rigidità è la capacità di un metallo di resistere alla deformazione in presenza di sollecitazioni.

9- Variabilità delle proprietà

I test delle proprietà meccaniche dei metalli non producono sempre gli stessi risultati, questo è dovuto a possibili cambiamenti nel tipo di apparecchiatura, procedura o operatore utilizzato durante le prove.

Tuttavia, anche quando tutti questi parametri sono controllati, c'è un piccolo margine nella variazione dei risultati delle proprietà meccaniche dei metalli.

Ciò è dovuto al fatto che molte volte il processo di produzione o estrazione dei metalli non è sempre omogeneo. Pertanto, i risultati della misurazione delle proprietà dei metalli possono essere alterati.

Al fine di mitigare queste differenze, si consiglia di eseguire più volte la stessa prova di resistenza meccanica sullo stesso materiale, ma su campioni diversi selezionati a caso.

Riferimenti

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5. Team, M. (2 marzo 2014). ME meccanico. Ottenuto dalle proprietà meccaniche dei metalli: me-mechanicalengineering.com.