Chi ha scoperto le leghe di indurimento da precipitazione?
doc-661
Nel 1906, le leghe per tempra da precipitazione furono scoperte da Alfred Wilm. Le leghe per tempra da precipitazione, come ad esempio alcune leghe di alluminio, titanio e rame, sono leghe trattate termicamente che si ammorbidiscono una volta appianate (raffreddate rapidamente) e si induriscono nel tempo. Dopo l' estinzione di una lega ternaria di alluminio, rame e magnesio, Wilm scoprì che la durezza della lega aumentava quando lasciata maturare a temperatura ambiente. Anche se la spiegazione del fenomeno non è stata fornita fino al 1919, la duralumina è stata una delle prime leghe "a indurimento per invecchiamento" ad essere utilizzata, ed è stata presto seguita da molte altre. Poiché spesso presentano una combinazione di alta resistenza e peso ridotto, queste leghe sono diventate ampiamente usate in molte forme di industria, compresa la costruzione di aerei moderni.
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doc-651
Al contrario, la maggior parte delle leghe trattate termicamente sono leghe ad indurimento per precipitazione, che producono gli effetti opposti dell' acciaio. Quando riscaldate per formare una soluzione e raffreddate rapidamente, queste leghe diventano molto più morbide del normale, durante la trasformazione senza diffusione, e poi induriscono con l' invecchiamento. I soluti in queste leghe precipitano nel tempo formando fasi intermetalliche difficili da distinguere dal metallo base. A differenza dell' acciaio, in cui la soluzione solida si separa per formare diverse fasi cristalline, le leghe di indurimento da precipitazione si separano per formare diverse fasi all' interno dello stesso cristallo. Queste leghe intermetalliche appaiono omogenee nella struttura cristallina, ma tendono a comportarsi in modo eterogeneo, diventando dure e un po' fragili.
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doc-654
Il ferro è solitamente trovato come minerale di ferro sulla Terra, ad eccezione di un giacimento di ferro nativo in Groenlandia, che è stato utilizzato dal popolo Inuit. Rame nativo, tuttavia, è stato trovato in tutto il mondo, insieme con argento, oro e platino, che sono stati utilizzati anche per fare strumenti, gioielli e altri oggetti fin dal Neolitico tempi. Il rame era il più duro di questi metalli e il più diffuso. Divenne uno dei metalli più importanti per gli antichi. Alla fine, gli esseri umani impararono a fondere metalli come rame e stagno dal minerale e, intorno al 2500 aC, iniziarono a legare i due metalli per formare il bronzo, che è molto più duro dei suoi ingredienti. Lo stagno era raro, tuttavia, si trovava soprattutto in Gran Bretagna. In Medio Oriente, la gente ha iniziato a legare il rame con zinco per formare ottone. Le civiltà antiche tenevano conto della miscela e delle varie proprietà che produceva, come la durezza, la tenacità e il punto di fusione, in varie condizioni di temperatura e di indurimento del lavoro, sviluppando gran parte delle informazioni contenute nei moderni diagrammi di fase in lega. Arrowheads dalla dinastia cinese Qin (circa 200 aC) sono stati spesso costruiti con una testa di bronzo duro, ma un più morbido bronzo-tang, combinando le leghe per evitare sia opacizzazione e rottura durante l' uso.
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doc-648
Legare un metallo è fatto combinandolo con uno o più altri metalli o non-metalli che spesso ne esaltano le proprietà. Ad esempio, l' acciaio è più resistente del ferro, il suo elemento primario. La conducibilità elettrica e termica delle leghe è solitamente inferiore a quella dei metalli puri. Le proprietà fisiche, come densità, reattività, modulo di Young di una lega non possono differire notevolmente da quelle dei suoi elementi, ma le proprietà tecniche come la resistenza alla trazione e al taglio possono essere sostanzialmente diverse da quelle dei materiali costituenti. Questo è a volte un risultato delle dimensioni degli atomi nella lega, perché gli atomi più grandi esercitano una forza di compressione sugli atomi vicini, e gli atomi più piccoli esercitano una forza di trazione sui vicini, aiutando la lega a resistere alla deformazione. Talvolta le leghe possono presentare notevoli differenze di comportamento anche quando sono presenti piccole quantità di un elemento. Ad esempio, le impurità nelle leghe ferromagnetiche semiconduttrici portano a proprietà diverse, come previsto per la prima volta da White, Hogan, Suhl, Tian Abrie e Nakamura. Alcune leghe sono realizzate fondendo e mescolando due o più metalli. Il bronzo, una lega di rame e stagno, fu la prima lega scoperta, durante il periodo preistorico ormai noto come l' età del bronzo; era più difficile del rame puro e originariamente utilizzata per la fabbricazione di strumenti e armi, ma fu successivamente sostituita da metalli e leghe con proprietà migliori. In tempi più tardi il bronzo è stato utilizzato per ornamenti, campane, statue e cuscinetti. L' ottone è una lega di rame e zinco.
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doc-644
Alcune leghe si verificano naturalmente, come l' elettro, che è una lega che è nativo della Terra, costituito da argento e oro. Le meteoriti sono talvolta costituite da leghe naturali di ferro e nichel, ma non sono originarie della Terra. Una delle prime leghe prodotte dall' uomo fu il bronzo, ottenuto mescolando i metalli stagno e rame. Il bronzo era una lega estremamente utile per gli antichi, perché è molto più forte e difficile di entrambi i suoi componenti. L' acciaio era un' altra lega comune. Tuttavia, nell' antichità, poteva essere creato solo come sottoprodotto accidentale dal riscaldamento del minerale di ferro durante gli incendi (smelting) durante la fabbricazione del ferro. Altre leghe antiche includono peltro, ottone e ghisa. In età moderna, l' acciaio può essere creato in molte forme. L' acciaio al carbonio può essere prodotto variando solo il contenuto di carbonio, producendo leghe morbide come l' acciaio dolce o leghe dure come l' acciaio per molle. Gli acciai legati possono essere fabbricati aggiungendo altri elementi, come il molibdeno, il vanadio o il nichel, che risultano in leghe come l' acciaio ad alta velocità o l' acciaio per utensili. Piccole quantità di manganese sono generalmente legate con la maggior parte degli acciai moderni a causa della sua capacità di rimuovere impurità indesiderate, come fosforo, zolfo e ossigeno, che possono avere effetti dannosi sulla lega. Tuttavia, la maggior parte delle leghe non sono state create fino al 1900, come varie leghe di alluminio, titanio, nichel e magnesio. Alcune superleghe moderne, come incoloy, inconel e hastelloy, possono consistere in una moltitudine di componenti diversi.
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doc-7860
Uno dei problemi della lampadina elettrica standard è l' intaglio del filamento dovuto all' evaporazione del filamento. Piccole variazioni di resistività lungo il filamento provocano la formazione di "hot spot" nei punti di resistività più elevata; una variazione del diametro di solo l' 1% determinerà una riduzione del 25% della vita utile. Questi punti caldi evaporano più velocemente del resto del filamento, il che aumenta la resistenza a quel punto, creando un feedback positivo che termina nel piccolo divario familiare in un filamento altrimenti sano. Irving Langmuir ha scoperto che un gas inerte, invece del vuoto, ritardava l' evaporazione. General service lampadine ad incandescenza lampadine oltre 25 watt circa in rating sono ora riempito con una miscela di argon per lo più e qualche azoto, o a volte krypton. Lampade funzionanti in corrente continua sviluppano irregolarità casuali di gradini di scale sulla superficie del filamento che possono tagliare la durata di vita a metà rispetto al funzionamento AC; leghe diverse di tungsteno e renio può essere utilizzato per contrastare l' effetto.
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doc-3802
Legare il rame con lo stagno per fare bronzo è stato praticato per la prima volta circa 4000 anni dopo la scoperta della fusione del rame, e circa 2000 anni dopo che "bronzo naturale" era entrato in uso generale[necessità di citazione]. Artefatti di bronzo da Vin? a cultura data al 4500 aC. I manufatti sumeri ed egiziani di rame e leghe di bronzo risalgono al 3000 aC. L' età del bronzo iniziò nell' Europa sudorientale intorno al 3700-3300 aC, nell' Europa nordoccidentale intorno al 2500 aC. Si è conclusa con l' inizio dell' età del ferro, 2000-1000 aC nel Vicino Oriente, 600 aC nel Nord Europa. Il passaggio tra il Neolitico e l' età del bronzo è stato in precedenza definito il Calcolitico (pietra di rame), con utensili in rame utilizzati con utensili in pietra. Questo termine è gradualmente caduto in disaccordo perché in alcune parti del mondo il Calcolitico e il Neolitico sono coterminosi ad entrambe le estremità. L' ottone, una lega di rame e zinco, è di origine molto più recente. Era noto ai Greci, ma divenne un significativo supplemento al bronzo durante l' Impero Romano.
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doc-643
Sebbene gli elementi di solito debbano essere solubili allo stato liquido, possono non essere sempre solubili allo stato solido. Se i metalli rimangono solubili quando solidi, la lega forma una soluzione solida, diventando una struttura omogenea costituita da cristalli identici, detta fase. Se la miscela si raffredda e i costituenti diventano insolubili, possono separarsi per formare due o più tipi diversi di cristalli, creando una microstruttura eterogenea di fasi diverse. Tuttavia, in altre leghe, gli elementi insolubili possono separarsi solo dopo la cristallizzazione. Queste leghe sono dette leghe intermetalliche perché, se raffreddate molto rapidamente, si cristallizzano prima come fase omogenea, ma sono sovrasaturate con i costituenti secondari. Col passare del tempo, gli atomi di queste leghe supersaturate si separano all' interno dei cristalli, formando fasi intermetalliche che servono a rinforzare internamente i cristalli.
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doc-649
Le leghe sono spesso fatte per alterare le proprietà meccaniche del metallo base, per indurre durezza, tenacità, duttilità o altre proprietà desiderate. La maggior parte dei metalli e delle leghe può essere temprata creando difetti nella loro struttura cristallina. Questi difetti sono creati durante la deformazione plastica, come il martellamento o la flessione, e sono permanenti a meno che il metallo non sia ricristallizzato. Tuttavia, alcune leghe possono alterare le loro proprietà anche attraverso il trattamento termico. Quasi tutti i metalli possono essere ammorbiditi da ricottura, che ricristallizza la lega e ripara i difetti, ma non come molti possono essere indurito da riscaldamento e raffreddamento controllati. Molte leghe di alluminio, rame, magnesio, titanio e nichel possono essere rinforzate in una certa misura con un qualche metodo di trattamento termico, ma poche rispondono allo stesso grado dell' acciaio.
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doc-3788
Le superfici tattili in lega di rame hanno proprietà intrinseche naturali che distruggono un' ampia gamma di microrganismi (ad esempio, E. coli O157: H7, Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, virus dell' influenza A, adenovirus e funghi). È stato dimostrato che circa 355 leghe di rame hanno ucciso più del 99,9% dei batteri patogeni in sole due ore dopo essere state pulite regolarmente. L' Environmental Protection Agency (EPA) degli Stati Uniti d' America ha approvato la registrazione di queste leghe di rame come "materiali antimicrobici con benefici per la salute pubblica", che permette ai produttori di rivendicare legalmente i benefici positivi per la salute pubblica dei prodotti realizzati con leghe di rame antimicrobico registrate. Inoltre, l' EPA ha approvato un lungo elenco di prodotti antimicrobici in rame ottenuti da queste leghe, come corrimano, corrimano, tavoli per letto eccessivo, lavandini, rubinetti, manopole per porte, ferramenta per toilette, tastiere per computer, attrezzature per club sanitari, maniglie per carrelli della spesa, ecc. Per un elenco completo dei prodotti, vedere: Superfici a contatto con leghe di rame antimicrobiche#Prodotti approvati. Le maniglie in rame sono utilizzate dagli ospedali per ridurre il trasferimento di malattie e la malattia del legionario viene eliminata dai tubi di rame nei sistemi idraulici. I prodotti antimicrobici in lega di rame sono attualmente installati nelle strutture sanitarie di Regno Unito, Irlanda, Giappone, Corea, Francia, Danimarca, Brasile[citazione necessaria] e nel sistema di transito della metropolitana di Santiago del Cile, dove saranno installati corrimano in lega rame-zinco in circa 30 stazioni tra il 2011 e il 2014.
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doc-640
Una lega è una miscela di metalli o una miscela di un metallo e di un altro elemento. Le leghe sono definite dal carattere di legame metallico. Una lega può essere una soluzione solida di elementi metallici (un' unica fase) o una miscela di fasi metalliche (due o più soluzioni). I composti Intermetallici sono leghe con stechiometria e struttura cristallina definita. Le fasi Zintl sono anche talvolta considerate leghe a seconda dei tipi di leganti (vedi anche: triangolo Van Arkel-Ketelaar per informazioni sulla classificazione dell' incollaggio in composti binari).
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