Gli acciai non sono tutti uguali. Quale sarà il tuo tipo?
Il più importante prodotto della siderurgia, quello che il nostro lavoro ci porta a maneggiare ogni giorno, viene commercializzato in una grande varietà di tipologie. Lo sai, e qualche volta ti sei anche chiesto perché.
Nelle prossime righe cercherò di fare il punto su questo tema, immaginando o meglio calandomi nelle frequenti situazioni in cui
- bisogna scegliere un acciaio
- bisogna trattare un acciaio al fine di conferirgli le caratteristiche necessarie alla nostra produzione
I quattro aspetti di cui è meglio tener conto
La conoscenza delle proprietà è di fondamentale importanza quando si determina il materiale con cui far partire una produzione. È la nostra specifica competenza, che mettiamo al tuo servizio in ogni momento in cui ti serve.
Vieni in Steelbetter a raccontarci le tue esigenze d’impiego. Noi ci impegniamo a darti risposte affidabili, mai solo teoriche, perché come te ‘la vediamo’ in termini immediatamente operativi. Nell’impiego di un materiale, che cosa emerge? Faccio un rapido schema per condividere quelle caratteristiche che rappresentano il viatico del nostro lavoro. Si parla, precisamente, di proprietà:
- FISICHE
si riferiscono alle caratteristiche generali della materia. Le più importanti sono:
– massa volumica;
– dilatazione termica;
– capacità termica massica;
– conducibilità termica;
– conducibilità elettrica.
- CHIMICHE
Riguardano il complesso dei fenomeni che si producono fra un materiale e l’ambiente in cui questo è posto. Le reazioni, inizialmente superficiali e successivamente penetranti, danno luogo ad un apporto o ad un asporto di sostanza.
- MECCANICHE
Indicano l’attitudine di un materiale a resistere alle sollecitazioni esterne che tendono a deformarlo. Rappresentano, cioè, il comportamento dei materiali quando sono sottoposti alle sollecitazione d’impiego. Negli acciai la resistenza meccanica a rottura non è elevata, ma gli acciai speciali presentano, invece, valori del carico di rottura più elevati ed hanno migliori prestazioni grazie all’aggiunta, nella lega, di manganese, silicio e quant’altro.
- TECNOLOGICHE
indicano la maggiore o minore attitudine di un materiale ad essere lavorato in un dato modo.
Una classifica che sta sulle dita di una mano
In generale, è cosa nota che gli acciai presentano buone proprietà meccaniche e sono lavorabili per deformazioni plastiche e con le macchine utensili; sono facilmente saldabili.
Ma le caratteristiche proprietà possono dipendere da alcuni importanti fattori, come:
- la quantità di carbonio presente
- la distribuzione del carbonio nel ferro
- le ferroleghe aggiunte
- i trattamenti termici subiti.
Si arriva quindi ad una vera e propria classificazione in cinque grandi categorie classificazione, che tiene conto di:
- composizione chimica
- struttura
- processo di produzione
- l’impiego prevalente. Una classificazione molto comune distingue cinque grandi categorie.
Una classificazione molto comune distingue cinque grandi categorie. Eccoti quindi una ‘vista panoramica’, con i pregi della chiarezza e della sintesi.
Acciai al carbonio
Costituiscono oltre il 90% di tutti gli acciai e contengono una quantità variabile, generalmente inferiore all’1,5%, di carbonio, un massimo di 1,65% di manganese, lo 0,60% di silicio e lo 0,60% di rame. Secondo il tenore o percentuale di carbonio, si dividono in:
– extradolci (meno dello 0,15%);
– dolci (da 0,15% a 0,25%);
– semiduri (da 0,25% a 0,50%);
– duri (oltre lo 0,50%).
Gli acciai extradolci e dolci sono comunemente indicati come “ferro”. Parti di macchine, scocche di autoveicoli, la maggior parte delle strutture di acciaio degli edifici, scafi delle navi, chiodi, viti e bulloni sono solo alcuni dei prodotti realizzati con acciai al carbonio.
Acciai legati
Sono caratterizzati dalla presenza di quantità variabili di uno o più elementi – quali vanadio, molibdeno, manganese, silicio, rame – in percentuali superiori a quelle contenute negli acciai al carbonio. Gli acciai legati vengono usati nella produzione di molti componenti meccanici: bielle, alberi, perni, sterzi, assali dei veicoli, ecc.
Acciai debolmente legati ad alta resistenza
Rappresentano la più recente categoria di acciai e sono noti con la sigla HSLA (acronimo di high-strength low-alloy). Contengono solo piccole quantità di altri elementi quali, ad esempio, vanadio, e dunque sono in generale più economici dei normali acciai legati; vengono prodotti con particolari procedure, capaci di conferire loro una resistenza meccanica, anche alle basse temperature, e una resistenza alla corrosione superiori a quelle degli acciai al carbonio.
Acciai inossidabili
Contengono cromo (in quantità variabile tra il 12% e il 30%), nichel (fino al 35%) e altri elementi leganti, che li rendono brillanti e li proteggono dall’attacco degli agenti atmosferici e di gas e acidi corrosivi. Presentano una resistenza meccanica non comune, che possono mantenere anche per lunghi periodi a temperature estremamente alte o basse. La brillantezza della loro superficie li rende utilizzabili anche per scopi puramente decorativi. Trovano impiego nella realizzazione di tubature e serbatoi di raffinerie petrolifere e impianti chimici, di aerei a reazione e capsule spaziali, di apparecchiature e strumenti chirurgici, di protesi dentarie e chirurgiche. Molto diffuso l’impiego nella produzione di pentolame, posate e utensili da cucina.
Acciai da utensili
Si usano per produrre la maggior parte degli utensìli [G]per lavorazioni meccaniche. In particolare, sono detti acciai rapidi quelli che contengono tungsteno, molibdeno e altri elementi leganti che ne aumentano la resistenza all’usura in lavorazioni ad alta velocità; extrarapidi o super-rapidi quelli che contengono anche cromo.
E dopo l’ardua scelta? C’è SteelBetter!
Inutile nasconderselo: la recente introduzione di norme europee (EN) e la conseguente variazione della normativa in vigore non fatto che complicarci la vita quando si tratta di individuare del materiale più idoneo. Non basta avere le idee chiare e non bastano i rapidi ripassi come quello che ti ho proposto qui.
Per soddisfatte le richieste di esercizio bisogna saperne anche di trattamenti. Qui, credimi, posso darti una bella mano. Vedo ancora troppo spesso fare scelte secondo “tradizione”, utilizzando i “vecchi” acciai e ignorando le odierne esigenze relative a riduzione dell’inquinamento, il minor consumo di energia e non ultima alla possibilità di riutilizzo (riciclo) del materiale dell’organo meccanico al momento della sua sostituzione o eliminazione.
E non è mica finita qui. Oltre ai classici parametri di scelta dell’acciaio, quali temprabilità, caratteristiche meccaniche ottenibili e così via, consiglio sempre di tenere in considerazione anche la risposta del materiale al trattamento scelto (“cementabilità”, “nitrurabilitità”, “deformabilità”, etc.).
Confrontiamoci senza impegno: se hai dubbi, o anche solo un po’ di curiosità, o fiducia nel poter mettere una marcia in più al tuo lavoro, contattami. Posso affiancarti nell’imboccare la strada sia più conveniente sotto ognuno degli aspetti che poi davvero contano:
- economicità del ciclo di produzione,
- disponibilità del tipo di acciaio,
- stato di fornitura (barra, sinterizzato, fuso, saldato, etc.),
- tipi di lavorazione,
- trattamenti termici preliminari,
- trattamento termico finale,
- affidabilità,
- costo energetico ed ecologico,
- sicurezza, etc..