Come viene prodotto l' acciaio?
doc-642
Quando la lega si raffredda e solidifica (cristallizza), le sue proprietà meccaniche sono spesso molto diverse da quelle dei suoi singoli costituenti. Un metallo normalmente molto morbido e malleabile, come l' alluminio, può essere modificato legandolo con un altro metallo morbido, come il rame. Sebbene entrambi i metalli siano molto morbidi e duttili, la lega di alluminio risultante sarà molto più dura e resistente. L' aggiunta di una piccola quantità di carbonio non metallico al ferro produce una lega chiamata acciaio. Grazie alla sua resistenza e tenacità molto elevate (che è molto più elevata del ferro puro) e alla sua capacità di essere notevolmente alterata dal trattamento termico, l' acciaio è una delle leghe più comuni nell' uso moderno. Aggiungendo cromo all' acciaio, la sua resistenza alla corrosione può essere migliorata, creando acciaio inossidabile, mentre l' aggiunta di silicio ne altera le caratteristiche elettriche, producendo acciaio al silicio.
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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-650
Ad una certa temperatura (generalmente compresa tra 1.500 °F (820 °C) e 1.600 °F (870 °C), a seconda del contenuto di carbonio), il metallo base dell' acciaio subisce un cambiamento nella disposizione degli atomi nella sua matrice cristallina, detta allotropia. Questo permette ai piccoli atomi di carbonio di entrare negli interstizi del cristallo di ferro, diffondendosi nella matrice di ferro. Quando questo accade, gli atomi di carbonio sono detti in soluzione, o mescolati con il ferro, formando una fase cristallina unica, omogenea, detta austenite. Se l' acciaio viene raffreddato lentamente, il ferro si trasforma gradualmente in allotropio a bassa temperatura. Quando questo accade gli atomi di carbonio non saranno più solubili con il ferro, e saranno costretti a precipitare fuori dalla soluzione, nucleando negli spazi tra i cristalli. L' acciaio diventa quindi eterogeneo, essendo formato da due fasi: il carbonio (carburo) e la ferrite. Questo tipo di trattamento termico produce acciaio piuttosto morbido e piegabile. Tuttavia, se l' acciaio viene raffreddato rapidamente, gli atomi di carbonio non avranno il tempo di precipitare. Quando si raffredda rapidamente, si verifica una trasformazione senza diffusione (martensite), in cui gli atomi di carbonio rimangono intrappolati in soluzione. Questo fa sì che i cristalli di ferro si deformino intrinsecamente quando la struttura cristallina cerca di cambiare il suo stato a bassa temperatura, rendendolo molto duro e fragile.
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doc-660
Con l' introduzione dell' altoforno in Europa nel Medioevo, la ghisa poteva essere prodotta in quantità molto più elevate rispetto al ferro battuto. Poiché il ferro di maiale potrebbe essere fuso, la gente ha iniziato a sviluppare processi di riduzione del carbonio nel liquido di ghisa per creare acciaio. Puddling è stato introdotto nel corso del 1700, dove ferro maialino fuso è stato agitato durante l' esposizione all' aria, per rimuovere il carbonio per ossidazione. Nel 1858, Sir Henry Bessemer sviluppò un processo di produzione dell' acciaio soffiando aria calda attraverso ghisa liquida per ridurre il contenuto di carbonio. Il processo di Bessemer è stato in grado di produrre la prima produzione su larga scala di acciaio. Una volta che il processo di Bessemer cominciò ad essere ampiamente utilizzato, iniziarono a seguire altre leghe di acciaio. Mangalloy, una lega di acciaio e manganese che esibisce estrema durezza e tenacità, fu uno dei primi acciai legati, ed è stato creato da Robert Hadfield nel 1882.
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doc-5073
Nulla nel principio di uno qualsiasi dei motori sopra descritti richiede che le porzioni di ferro (acciaio) del rotore girino effettivamente. Se il materiale magnetico morbido del rotore viene prodotto sotto forma di cilindro, la coppia (tranne per effetto dell' isteresi) viene esercitata solo sugli avvolgimenti degli elettromagneti. Approfitta di questo fatto è il motore DC senza nucleo centrale o senza ferro, una forma specializzata di un motore PM DC. Ottimizzati per l' accelerazione rapida, questi motori hanno un rotore costruito senza nucleo in ferro. Il rotore può assumere la forma di un cilindro pieno di avvolgimento o di una struttura autoportante che comprende solo il filo magnetico e il materiale di collegamento. Il rotore può essere inserito all' interno dei magneti dello statore; un cilindro fisso magneticamente morbido all' interno del rotore fornisce un percorso di ritorno per il flusso magnetico dello statore. Una seconda disposizione ha il cestello di avvolgimento del rotore che circonda i magneti dello statore. In questo design, il rotore si inserisce all' interno di un cilindro magneticamente morbido che può fungere da alloggiamento per il motore, e fornisce anche un percorso di ritorno per il flusso.
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doc-6471
In passato, piccoli lotti di metalli amorfi con configurazioni ad alta superficie superficiale (nastri, fili, film, ecc.) sono stati prodotti attraverso l' implementazione di tassi di raffreddamento estremamente rapidi. Inizialmente, lo studente dottorando W. Klement presso Caltech, che ha dimostrato che i tassi di raffreddamento dell' ordine di milioni di gradi al secondo sono sufficienti ad impedire la formazione dei cristalli e che gli atomi metallici si "bloccano" in uno stato vetroso. I fili metallici amorfi sono stati prodotti spruzzando il metallo fuso su un disco metallico di filatura. Più recentemente sono state prodotte varie leghe in strati di spessore superiore a 1 millimetro. Questi sono noti come vetri metallici sfusi (BMG). Liquidmetal Technologies vende una serie di BMG a base di zirconio. Sono stati prodotti anche lotti di acciaio amorfo che dimostrano proprietà meccaniche di gran lunga superiori a quelle delle leghe d' acciaio convenzionali.
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doc-11992
Ci sono due principali paste meccaniche, quella termomeccanica (TMP) e la pasta di legno macinato (GW). Nel processo TMP, il legno viene scheggiato e poi immesso in grandi raffinerie riscaldate a vapore, dove i trucioli vengono spremuti e trasformati in fibre tra due dischi d' acciaio. Nel processo di macinazione del legno, i tronchi scortecciati vengono alimentati in rettificatrici dove vengono pressati contro pietre rotanti da trasformare in fibre. La pasta di carta meccanica non rimuove la lignina, quindi il rendimento è molto elevato, >95%, ma fa sì che la carta così prodotta si ingiallisse e diventa fragile nel tempo. Le paste meccaniche hanno fibre piuttosto corte, producendo così carta debole. Sebbene per produrre pasta meccanica siano necessarie grandi quantità di energia elettrica, essa costa meno del tipo chimico.
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doc-14608
Sichuan è uno dei principali centri industriali della Cina. Oltre alle industrie pesanti come carbone, energia, ferro e acciaio, la provincia ha anche istituito un settore industriale leggero che comprende materiali da costruzione, lavorazione del legno, trasformazione dei prodotti alimentari e seta. Chengdu e Mianyang sono i centri di produzione di prodotti tessili ed elettronici. Deyang, Panzhihua e Yibin sono rispettivamente i centri di produzione di macchinari, industrie metallurgiche e vino. La produzione vinicola del Sichuan ha rappresentato il 21,9% della produzione totale del paese nel 2000.
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doc-652
Quando un metallo fuso viene miscelato con un' altra sostanza, ci sono due meccanismi che possono causare la formazione di una lega, chiamata scambio atomico e meccanismo interstiziale. La dimensione relativa di ciascun elemento del mix gioca un ruolo primario nel determinare quale meccanismo si verificherà. Quando gli atomi sono di dimensioni relativamente simili, di solito avviene il metodo di scambio atomico, dove alcuni degli atomi che compongono i cristalli metallici sono sostituiti con gli atomi dell' altro costituente. Questo è chiamato una lega sostitutiva. Esempi di leghe sostitutive sono il bronzo e l' ottone, in cui alcuni degli atomi di rame sono sostituiti da atomi di stagno o di zinco. Con il meccanismo interstiziale, un atomo è di solito molto più piccolo dell' altro, quindi non può sostituire con successo un atomo nei cristalli del metallo base. Gli atomi più piccoli rimangono intrappolati negli spazi tra gli atomi nella matrice cristallina, detti interstizi. Si parla di lega interstiziale. L' acciaio è un esempio di lega interstiziale, perché gli atomi di carbonio molto piccoli si inseriscono negli interstizi della matrice di ferro. L' acciaio inossidabile è un esempio di combinazione di leghe interstiziali e sostitutive, perché gli atomi di carbonio si inseriscono negli interstizi, ma alcuni degli atomi di ferro sono sostituiti da atomi di nichel e cromo.
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doc-659
Mentre l' uso del ferro cominciò a diffondersi intorno al 1200 a. C., soprattutto a causa delle interruzioni nelle rotte commerciali dello stagno, il metallo è molto più morbido del bronzo. Tuttavia, piccole quantità di acciaio (una lega di ferro e circa l' 1% di carbonio) sono sempre state un sottoprodotto del processo di fioritura. La capacità di modificare la durezza dell' acciaio mediante trattamento termico era nota fin dall' 1100 a. C. e il materiale raro veniva valutato per la fabbricazione di utensili e armi. Poiché gli antichi non riuscivano a produrre temperature sufficientemente elevate per fondere completamente il ferro, la produzione di acciaio in quantità decenti non si verificò fino all' introduzione dell' acciaio blister durante il Medioevo.
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doc-2988
Il Carnevale è stato introdotto dai coloni portoghesi. La celebrazione viene celebrata su ciascuna delle nove isole abitate dell' arcipelago. A Mindelo, i gruppi di São Vicente si sfidano per un premio annuale. Ha importato varie tradizioni carnevalesche brasiliane. La celebrazione a SãoNicolau è più tradizionale, dove gruppi affermati sfilano attraverso la Ribeira Brava, riunendosi nella piazza della città, anche se ha adottato tamburi, carri e costumi dal Brasile. A São Nicolau tre gruppi, Copa Cabana, Estrela Azul e Brilho Da Zona costruiscono un galleggiante dipinto usando il fuoco, giornale per lo stampo, ferro e acciaio per la struttura. Il Carnevale di San Nicolau si celebra in tre giorni: sabato, domenica pomeriggio e martedì.
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