Materiali ferrosi da costruzione

1
Materiali ferrosi da costruzione
2
Diagramma Fe-C
3
Materiali ferrosi da costruzione

• Il diagramma Fe-C esprime le combinazioni (leghe)
  tra i due elementi che danno luogo ai principali
  materiali ferrosi lacciaio e la ghisa. Le leghe
  che hanno una percentuale di C fino al 2 circa
  sono acciai. Oltre il 2 fino al 5 circa sono
  ghise. Le leghe con oltre il 5 di C non possono
  essere utilizzate come materiale da costruzione.
• Sia gli acciai che le ghise sono prodotti e
  commercializzati secondo numerosissime
  formulazioni e con altri elementi in lega che
  conferiscono caratteristiche particolari.

4
Le principali proprietà degli acciai

• Ottima plasticità ? buona resilienza, buona
  malleabilità e duttilità
• Elevata resistenza a trazione, flessione e
  torsione
• Buona lavorabilità per asportazione di truciolo
• Buona colabilità
• Buona saldabilità

5
La designazione delle acciai

• Al fine della loro designazione, gli acciai si
  distinguono in base alle loro caratteristiche
  meccaniche e allimpiego (1 gruppo) o in base
  alla loro composizione chimica (2 gruppo). Nel
  primo caso la composizione chimica della lega è
  meno rilevante per le caratteristiche meccaniche
  pur rispettando certi parametri. Nel secondo è
  proprio la composizione chimica che conferisce le
  caratteristiche allacciaio pertanto deve
  rispettare tolleranze molto ristrette.

6
La designazione degli acciai (1 gruppo)

• In base alle loro caratteristiche meccaniche
• Fe 240 lacciaio è garantito per un carico di
  rottura a trazione di 240 N/mm2
• FeE240 - lacciaio è garantito per un carico di
  snervamento di 240 N/mm2
• Fe 240S lacciaio è garantito per un carico di
  rottura a trazione di 240 N/mm2 e gli è stato
  aggiunto lelemento specificato (S zolfo)
• In base al loro impiego
• FeG240 lacciaio è garantito per un carico di
  rottura a trazione di 240 N/mm2 ed è adatto a
  essere fuso
• FeP240 lacciaio è garantito per un carico di
  rottura a trazione di 240 N/mm2 ed è adatto a
  essere imbutito
• FeH240 lacciaio è garantito per un carico di
  rottura a trazione di 240 N/mm2 ed è adatto a
  essere laminato

7
La designazione degli acciai (2 gruppo)

• Acciai non legati
• C40 lacciaio ha una percentuale di C
  garantita tra lo 0,38 e lo 0,42 (40 percentuale
  di C moltiplicata per 100). Il controllo della
  percentuale di C è fondamentale per poter
  sottoporre lacciaio a trattamenti termici volti
  al conferimento di particolari caratteristiche.
• GC40 lacciaio ha le stesse caratteristiche
  del precedente ma è particolarmente adatto a
  essere fuso
• CB40 lacciaio ha le stesse caratteristiche
  del precedente ma è particolarmente adatto a
  essere impiegato per bulloneria
• CD40 lacciaio ha le stesse caratteristiche
  del precedente ma è particolarmente adatto per la
  produzione di vergella

8
La designazione degli acciai (2 gruppo)

• Acciai debolmente legati (percentuale degli altri
  elementi in lega inferiore al 5)
• 38NiCrMo4 lacciaio ha una percentuale di C
  garantita tra lo 0,36 e lo 0,4 (38 percentuale
  di C moltiplicata per 100). Il Ni è un elemento
  in lega nell1 circa (1 per il fattore
  moltiplicativo 4 del Ni) In lega anche Cr e Mo in
  percentuali inferiori all1. Si tratta di un
  acciaio che dopo trattamento termico è
  particolarmente adatto a sopportare carichi
  elevati, anche a fatica, e urti.
• 55Si7 lacciaio ha una percentuale di C
  garantita tra lo 0,53 e lo 0,57. Il Si è un
  elemento in lega in poco meno del 2 (anche il
  fattore moltiplicativo del Si è 4). È un acciaio
  adatto, a seguito anche del trattamento, alla
  costruzione di molle.
• 100Cr6 lacciaio ha una percentuale di C
  garantita di circa 1. Anche il Cr ha un fattore
  moltiplicativo 4 quindi è presente in lega
  nell1,5 circa. È un acciaio adatto, a seguito
  anche del trattamento, alla costruzione dei
  cuscinetti a rotolamento.

9
La designazione degli acciai (2 gruppo)

• Acciai fortemente legati (percentuale degli altri
  elementi in lega superiore al 5)
• X10CrNi1808 lacciaio ha una percentuale di C
  garantita dello 0,1 circa (10 percentuale di C
  moltiplicata per 100). Il Ni è un elemento in
  lega nel 18 circa (la X che precede la
  percentuale di C sta a indicare che i numeri che
  seguono gli elementi sono esattamente la loro
  percentuale nella lega). In lega anche Cr nella
  percentuale dell8. Si tratta di un acciaio
  inossidabile adatto anche per la produzione di
  stoviglie.
• X210Cr13 lacciaio ha una percentuale di C
  garantita vicina al 2. Il Cr è presente nel 13.
  È un acciaio adatto, a seguito anche del
  trattamento, alla costruzione di seghe per il
  taglio di metalli.
• X78WCo1805KU lacciaio ha una percentuale di C
  garantita di circa 0,8. Altri elementi in lega il
  W per il 18 e il Co per il 5. Le lettere KU
  indicano che è un acciaio adatto, a seguito
  anche del trattamento, alla fabbricazione di
  utensili per il taglio di metalli ad altissima
  resistenza.

10
Le principali proprietà delle ghise

• Elevata durezza ? ottima resistenza compressione
  e usura
• Ottima colabilità ? molto adatta per getti
• Elevata fragilità ? bassa resistenza flessione e
  torsione, bassa reilienza
• Ottima lavorabilità per asportazione di truciolo
• Assolutamente non adatta a lavorazioni per
  deformazione plastica

11
La classificazione delle ghise

• Le ghise si distinguono in base al modo nel quale
  si presenta il C in
• Ghise bianche, il C si presenta nella cementite
  Fe3C
• Ghise grigie, il C si presenta sotto forma di
  grafite lamellare o sferoidale
• Ghise malleabili, il C si presenta in forma
  flocculare

12
La designazione delle ghise (esempi)

• Ghisa grigia a grafite sferoidale
• GS 400-12 ? carico di rottura a trazione pari a
  400 N/mm2 con allungamento percentuale del 12
• Ghisa grigia
• G 100 ? carico di rottura a trazione pari a 100
  N/mm2
• Gh 130 ? per uso automobilistico con durezza di
  130 gradi Brinell

13
La designazione delle ghise (esempi)

• Ghisa malleabile bianca (simile ad acciai)
• GMB 450 ? carico di rottura a trazione pari a 450
  N/mm2
• Ghisa malleabile nera (simile ad acciai)
• GMN 350 ? carico di rottura a trazione pari a 350
  N/mm2