Differenza tra metalli ferrosi e non ferrosi: uno studio approfondito
Metalli e leghe possono essere suddivisi in metalli ferrosi e non ferrosi, a seconda della composizione chimica. Quali sono le differenze tra queste due categorie? In questo articolo analizzeremo le differenze tra metalli ferrosi e non ferrosi.
Figura 1: Metallo ferroso vs Metallo non ferroso
Metalli ferrosi: una breve introduzione
"Ferroso" deriva dal latino "Ferrum", che significa ferro. Quindi, in parole povere, i metalli che contengono ferro sono chiamati metalli ferrosi. L'acciaio è il metallo ferroso più comune che abbiamo.
Tutti i metalli ferrosi e le leghe condividono le stesse proprietà del ferro. Tra queste, maggiore resistenza, resistenza al calore, magnetismo e durevolezza. Le rigorose caratteristiche dei metalli ferrosi li rendono la scelta ideale per applicazioni strutturali e industriali.
Fortunatamente, è possibile controllare la durezza, la malleabilità e altre proprietà delle leghe ferrose. L'aggiunta di altri materiali, come rame, carbonio, cromo, magnesio, ecc., può modificarne drasticamente le caratteristiche.
Anche i metalli ferrosi presentano diversi svantaggi. Tra questi, ruggine, rigidità e fratture indesiderate. Tuttavia, è possibile affrontare questi inconvenienti scegliendo con cura leghe ferrose con la giusta composizione.
Figura 2: Metalli ferrosi
Metalli non ferrosi: una rapida panoramica
I metalli e le leghe contenenti quantità non significative di ferro sono chiamati metalli non ferrosi, come alluminio, argento, piombo, ecc. La mancanza di ferro influisce sulle caratteristiche generali dei metalli non ferrosi.
Ad esempio, questi metalli sono amagnetici e hanno una minore resistenza. Tuttavia, i metalli non ferrosi eccellono in duttilità e hanno migliori proprietà di resistenza alla corrosione.
Spesso ci si chiede se ai metalli non ferrosi si aggiunga il ferro: questi diventeranno un elenco di metalli ferrosi?
No, non accadrà. Questo perché, per essere un metallo ferroso, la quantità di ferro in un metallo deve essere maggiore rispetto a quella di tutti gli altri metalli. Pertanto, se si aggiunge ferro a metalli non ferrosi, la percentuale di ferro sarà comunque trascurabile. Non si otterranno proprietà ferrose.
Figura 3: Metalli non ferrosi
Differenza tra materiali ferrosi e non ferrosi
Ora che conosci la differenza fondamentale tra metalli ferrosi e non ferrosi, passiamo al confronto delle proprietà dei metalli ferrosi rispetto a quelli non ferrosi.
1. Resistenza alla ruggine
I metalli tendono a corrodersi se esposti all'aria e all'umidità. Confrontando i metalli ferrosi con quelli non ferrosi, i primi hanno una bassissima resistenza alla ruggine. Al contrario, la maggior parte dei metalli non ferrosi è naturalmente molto resistente alla corrosione.
L'elevato contenuto di ferro è la principale causa della tendenza dei metalli ferrosi ad arrugginire. Il ferro reagisce facilmente con l'ossigeno presente nell'umidità, producendo ossido ferrico. Per evitare questo fenomeno, alle leghe ferrose vengono aggiunti altri materiali, ad esempio il rame, per aumentarne la resistenza alla corrosione.
2. Proprietà magnetiche
I metalli ferrosi hanno naturalmente proprietà magnetiche. Pertanto, sono ampiamente utilizzati nella produzione di elettrodomestici. D'altra parte, tutti i metalli non ferrosi sono amagnetici grazie alle trascurabili quantità di ferro.
3. Considerazione del peso
Non è possibile confrontare metalli ferrosi e non ferrosi in base al peso. Questo perché il peso è direttamente associato a un singolo metallo e non a una categoria.
Ma se confrontiamo i metalli non ferrosi più comuni con i metalli ferrosi, possiamo concludere quale materiale ha una densità maggiore e quale minore.
Tuttavia, in generale, i metalli ferrosi comuni come l'acciaio hanno una densità e un peso maggiori. Al contrario, i metalli non ferrosi comuni, come rame, ottone e alluminio, sono leggermente più leggeri.
Figura 4: Differenza tra metalli ferrosi e non ferrosi
4. Tasso di mercato
È piuttosto difficile confrontare i prezzi dei metalli ferrosi e non ferrosi. In genere, il valore di ciascun materiale dipende dalla sua importanza, dal suo utilizzo e dalla sua abbondanza nel mondo.
In ogni caso, in genere i metalli non ferrosi, come l'alluminio, il rame o l'oro, sono molto più costosi dei metalli ferrosi, come il ferro e l'acciaio.
5. Resistenza del metallo
A livello superficiale, potrebbe sembrare che i metalli ferrosi abbiano una resistenza maggiore rispetto ai metalli non ferrosi. Ma non è sempre così. La resistenza di un materiale dipende esclusivamente dalla sua composizione chimica.
Ad esempio, il titanio, un metallo non ferroso, ha una resistenza molte volte superiore a quella di un metallo ferroso come l'acciaio. Al contrario, l'acciaio dolce e l'acciaio inossidabile sono più resistenti del rame e dell'argento.
6. Conduttività
I metalli non ferrosi, in particolare rame e alluminio, hanno una conduttività termica ed elettrica migliore rispetto ai metalli ferrosi. I metalli non ferrosi contengono meno impurità e hanno una struttura cristallina uniforme. Pertanto, la mobilità elettronica è migliore in questi metalli.
D'altro canto, la presenza di ferro genera interruzioni come interferenze magnetiche, degradando la proprietà conduttiva.
Figura 5: Differenze tra metalli ferrosi e non ferrosi
7. Riciclo dei metalli
A quanto pare, riciclare i metalli non ferrosi è più facile che riciclare i metalli ferrosi.
Le proprietà di resistenza alla corrosione consentono ai metalli non ferrosi di essere facilmente riciclati. Al contrario, i metalli ferrosi contengono una grande quantità di ferro e sono altamente suscettibili alla ruggine. Pertanto, il loro riciclaggio è un processo che richiede molto tempo ed energia.
Il processo di riciclaggio dei metalli ferrosi prevede la fusione e la purificazione dei metalli. Successivamente, la fusione viene solidificata in blocchi solidi. I metalli non ferrosi, al contrario, non richiedono fasi di purificazione così lunghe.
8. Fabbricazione di metalli
Sapete che i metalli non ferrosi hanno una maggiore duttilità e malleabilità. Pertanto, possono essere tagliati, piegati, formati o lavorati senza problemi.
I metalli ferrosi, invece, hanno un'elevata durezza e sono quindi soggetti a cricche durante il processo di fabbricazione.
Tuttavia, in termini di operazioni di giunzione, i metalli ferrosi come l'acciaio al carbonio, l'acciaio dolce, ecc., offrono prestazioni migliori. Al contrario, per saldare metalli non ferrosi, come l'alluminio, sono necessarie competenze e macchinari specifici.
9. Durata del metallo
In genere, i metalli ferrosi hanno una durata inferiore a causa della facile corrosione. Tuttavia, è possibile aumentarne la durata tramite rivestimento e un adeguato trattamento superficiale. Al contrario, i metalli non ferrosi possono resistere a un'elevata umidità e godono naturalmente di una durata maggiore.
Figura 6: Differenza tra metalli ferrosi e metalli non ferrosi
10. Applicazioni dei metalli
I metalli ferrosi e le leghe sono più pesanti e resistenti. Pertanto, sono ampiamente utilizzati nell'edilizia e nella produzione di macchinari.
I metalli non ferrosi sono più leggeri, conduttivi e facilmente lavorabili. Per questo motivo, trovano applicazioni nell'elettronica, nell'aerospaziale e nei settori dei beni di consumo.
Ultime parole
Sia i metalli ferrosi che quelli non ferrosi vengono utilizzati considerando le loro proprietà per una specifica applicazione. Tuling dispone dei macchinari e delle competenze per fabbricare prodotti ferrosi e non ferrosi. Contattateci se cercate soluzioni di progettazione, consulenza e produzione.
