Il ferro e le sue leghe

Il ferro è uno dei metalli più diffusi e abbondanti in natura ed è il più importante nell’industria moderna. Si trova raramente allo stato libero: viene perciò estratto dai suoi minerali, e quelli più ricchi di ferro sono la magnetite, l’ematite, la limonite, la siderite e la pirite.
Allo stato puro il ferro non è praticamente utilizzato, mentre sono largamente impiegate le sue leghe di ferro e carbonio:
le ghise, dal contenuto di carbonio che varia dal 2 al 4%;
gli acciai, dal contenuto di carbonio inferiore al 2%.
Quello che nel linguaggio comune è definito ferro è, in realtà, un acciaio a basso tenore di carbonio (acciaio dolce).

La ghisa
La ghisa è una lega di ferro e carbonio, in cui la percentuale di carbonio è circa del 2-4%, mentre più piccole sono le percentuali di altri elementi come silicio, manganese, zolfo, fosforo. Si ottiene rifondendo la ghisa greggia proveniente dall’altoforno, insieme a rottami di acciaio e di ghisa, con l’aggiunta di altri elementi.
Ha queste caratteristiche: è dura e fragile; resiste poco alla trazione e alla flessione, mentre ha una buona resistenza alla compressione; ha una buona resistenza alla corrosione; non può subire lavorazioni plastiche, perché non è malleabile né a caldo né a freddo; ha un’ottima fusibilità: fonde a temperatura non molto elevata (1100-1200°C), è fluida, dà getti sani e compatti e consente una facile realizzazione di pezzi anche complicati.
È quindi una lega destinata alla produzione di pezzi fusi.

L’acciaio
L’acciaio è una lega di ferro e carbonio che contiene una percentuale di carbonio inferiore al 2%. La materia prima per la produzione dell’acciaio è la ghisa greggia (la materia principale), con l’aggiunta di rottame di ferro e ferroleghe (con silicio, manganese,
cromo, nichel).
L’acciaio ha una buona resistenza meccanica ed è meno duro della ghisa; è plastico (malleabile e duttile); è difficilmente fusibile; è facilmente saldabile; resiste poco alla corrosione.
Gli acciai comuni od ordinari si classificano in base al contenuto di carbonio. Una maggiore percentuale di carbonio determina un aumento della resistenza e della durezza e una diminuzione dell’allungamento.
Vi sono poi acciai speciali che contengono, oltre il ferro e il carbonio, anche altri elementi di lega che conferiscono nuove proprietà fisiche, chimiche, meccaniche e tecnologiche.
I principali tra questi elementi sono: cromo, cobalto, manganese, molibdeno, nichel, silicio, titanio, tungsteno, vanadio.
Fra i numerosissimi acciai speciali ricordiamo gli acciai inossidabili, che contengono cromo e nichel. La loro caratteristica più importante è la resistenza alla corrosione, anche agli agenti corrosivi più violenti.


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