FERRO E SUE LEGHE. Il Ferro (Fe) è un metallo: Duttile Malleabile Magnetizzabile Facilmente ossidabile

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1 FERRO E SUE LEGHE Il Ferro (Fe) è un metallo: Duttile Malleabile Magnetizzabile Facilmente ossidabile E' uno degli elementi più abbondanti della superficie terrestre. Si utilizza fin dalla preistoria.

2 FERRO E SUE LEGHE Praticamente non esiste allo stato puro ma quasi sempre in lega col carbonio. carbonio Le leghe ferro-carbonio a seconda della percentuale di carbonio presente: prendono vari nomi cambiano notevolmente le loro caratteristiche.

3 FERRO E SUE LEGHE

4 PROCESSO SIDERURGICO

5 LA GHISA La ghisa è una lega ferro-carbonio (C: 2 4,5%) che si ricava in seconda fusione dalla ghisa d'altoforno (in un forno chiamato cubilotto). cubilotto Caratteristiche: Fragile (non malleabile) Resistente alla corrosione Fusibile (difficilmente saldabile) Si usa soprattutto per getti fusi (basamenti, monoblocchi di motore)

6 LA GHISA La ghisa più comune è la ghisa grigia. grigia Il carbonio è distribuito sotto forma di grafite a forma di lamelle. Internamente si presenta di colore grigio. Caratteristiche: Fragile e di media durezza Lavorabile alle macchine utensili Resistente alla compressione Si usa soprattutto per getti e supporti Es. di designazione: EN-GJL-250 UNI EN 1561

7 LA GHISA

8 LA GHISA Nelle ghise con maggiore percentuale di carbonio (C: 4,5 6%) questo si lega al ferro sotto forma di carburo di ferro (cementite). Ha un aspetto argentato e viene chiamata ghisa bianca. bianca Caratteristiche: Fragile Durissima Difficilmente lavorabile Si usa per pezzi duri che non subiscono urti; per la produzione di ghise malleabili.

9 LA GHISA

10 LA GHISA Dalla ghisa bianca con un prolungato riscaldamento a temperatura adeguata (ricottura) si ottiene la ghisa malleabile. malleabile Caratteristiche: Discreta resistenza a trazione Discreta deformabilità (malleabilità) Buona lavorabilità alle macchine utensili Buona saldabilità Le caratteristiche si avvicinano all'acciaio dolce ma si può usare per pezzi di piccolo spessore e che lavorano a bassa temperatura: valvolame, rubinetteria, raccorderia.

11 LA GHISA Dalla ghisa grigia con aggiunta di magnesio e nichel che favoriscono la formazione di noduli di carbonio tondeggianti si ottiene la ghisa sferoidale. sferoidale Caratteristiche: Migliorano tutte le caratteristiche meccaniche e si avvicinano a quelle dell'acciaio. Si mantengono le caratteristiche di fusibilità, resistenza a usura e corrosione delle ghise. Duttilità, resilienza e saldabilità Si usa in sostituzione dell'acciaio in pezzi fusi.

12 LA GHISA

13 L'ACCIAIO L'acciaio è una lega ferro-carbonio (normalmente la % di C: 0,1 1). Si ottiene dalla ghisa di altoforno togliendo il carbonio in più con vari sistemi (decarburazione o affinazione). affinazione

14 L'ACCIAIO

15 L'ACCIAIO - CLASSIFICAZIONE Gli acciai si dividono in due grandi gruppi: Acciai comuni al carbonio Acciai speciali

16 L'ACCIAIO - CLASSIFICAZIONE Acciai comuni al carbonio Le loro caratteristiche variano in base alla percentuale di carbonio presente. Una maggiore % di carbonio fa: AUMENTARE Resistenza meccanica Durezza Fragilità DIMINUIRE Malleabilità Duttilità Piegabilità

17 L'ACCIAIO - CLASSIFICAZIONE Acciai comuni al carbonio DENOMINAZIONE % CARBONIO Acciai extradolci < 0,008 Acciai dolci 0,008 0,1 Acciai semidolci 0,1 0,4 Acciai semiduri 0,4 0,55 Acciai duri 0,55 0,8 Acciai extraduri 0,8 2

18 L'ACCIAIO - CLASSIFICAZIONE Acciai comuni al carbonio Utilizzo Per tutte le applicazioni che non hanno particolari esigenze: Carpenteria metallica Viti Pulegge Funi, catene

19 L'ACCIAIO - CLASSIFICAZIONE Acciai speciali Sono acciai che oltre al ferro e al carbonio contengono anche altri elementi in lega tali da cambiare notevolmente le proprietà meccaniche e tecnologiche. Esempi: Acciaio + silicio = acciaio per molle e balestre Acciaio + cromo (18%) + nichel (8%) = acciaio inox stoviglie Acciaio + cromo + nichel + molibdeno = inox caldaie, turbine Acciaio + tungsteno + vanadio = acciaio per utensili

20 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE L'unificazione divide gli acciai in due grandi gruppi: Gruppo 1 Designati in base al loro impiego e alle caratteristiche meccaniche Gruppo 2 Designati in base alla loro composizione chimica

21 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO 1 La sigla comprende: E = impiego in costruzioni meccaniche Una lettera: S = impiego in strutture Più un numero che indica il carico unitario di snervamento Eventuali altre specifiche d'uso

22 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO 1 Esempi SIGLA E335 DESCRIZIONE Acciaio impiegato in costruzioni meccaniche con carico unitario di snervamento garantito di 335 N/mm 2 S235 Acciaio impiegato per strutture con carico unitario di snervamento garantito di 235 N/mm 2

23 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO 2 Prevede 4 sottogruppi 2.2 Acciai non legati (oltre al ferro e al carbonio non ci sono % significative di altri elementi) Es. C40 Acciai debolmente legati (in cui ogni elemento in lega è minore del 5%) 2.3 Es. 34 Cr Al Mo 5 Acciai legati (in cui almeno uno degli elementi in lega è 5%) 2.4 Es. X 10 Cr Ni Acciai rapidi (utilizzati per la fabbricazione di utensili) 2.1 Es. HS

24 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai non legati La sigla di designazione comprende: C n La lettera C ( = Carbonio) Un numero che corrisponde a 100 volte la percentuale di carbonio di quell'acciaio Esempi C 40 Acciaio non legato con lo 0,4% di carbonio C 10 Acciaio non legato con lo 0,1% di carbonio

25 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai debolmente legati La sigla di designazione comprende: a) b) c) Un numero che corrisponde a 100 volte la % di C I simboli chimici degli elementi presenti I numeri che corrispondono alla % degli elementi presenti moltiplicati x i fattori riportati in tabella Tabella fattori di moltiplicazione Ca; Cr; Mn; Ni; Si; W Al; Be; Cu; Mo; Nb; Pb; Ta; Ti; V; Zr Ce; N; P; S B

26 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai debolmente legati Esempi di designazione 16 Ni Cr 4 Acciaio debolmente legato con 0,16% di carbonio; 1% di nichel e cromo in percentuale non precisata 34 Cr Al Mo 5 10 Acciaio debolmente legato con 0,34% di carbonio; 1,25% di cromo; 1% di alluminio e molibdeno in percentuale non precisata

27 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai legati La sigla di designazione comprende: a) b) c) La lettera X Un numero che corrisponde a 100 volte la % di C I simboli chimici degli elementi presenti d) I numeri che corrispondono alla % degli elementi presenti

28 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai legati Esempi di designazione X 10 Cr Ni Acciaio legato con 0,1% di carbonio; 18% di cromo; 8% di nichel. (Acciaio Inox) X 50 Ni Cr X 85 W 16 Acciaio legato con 0,5% di carbonio; 35 % di nichel; 15% di cromo. (Acciaio resistente a calore, corrosione e usura) Acciaio legato con 0,85 % di carbonio; 16% di tungsteno (Acciaio per utensili)

29 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai rapidi La sigla di designazione comprende: a) b) Le lettere HS I numeri separati da trattini indicanti del percentuali, in ordine, di: - tungsteno (W) - Molibdeno (Mo) - Vanadio (V) - Cobalto (Co)

30 L'ACCIAIO - DENOMINAZIONE GRUPPO Acciai rapidi Esempio di designazione HS Acciaio rapido con: 7% di tungsteno 4% di molibdeno 2% di vanadio 5% di cobalto