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Leghe ferrose

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Le leghe ferrose (o metalli ferrosi) sono leghe metalliche che contengono una certa percentuale di ferro.

Le leghe ferrose principali sono l'acciaio e la ghisa; tali leghe sono principalmente costituite da ferro e carbonio.[1]

AcciaioModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: acciaio.

L'acciaio può distinguersi in diversi tipi a seconda del contenuto di ferro, carbonio e diversi elementi di lega.

Elementi di legaModifica

Gli elementi di lega, naturalmente presenti nell'acciaio o aggiunti per conferire caratteristiche specifiche, determinano alcune modifiche delle proprietà chimico/fisiche del materiale, quali ad esempio[2][3]:

  • Fosforo (massima percentuale tollerata 0,05%) e zolfo (massima percentuale tollerata 0,05%): riduce la tenacità dell'acciaio.
  • Idrogeno: favorisce la fragilità, nocivo in tenori superiori a 2 ppm e induce la formazione di fiocchi.
  • Ossigeno: riduce la lavorabilità a caldo e abbassa le caratteristiche meccaniche.
  • Azoto: promuove l'invecchiamento dell'acciaio al carbonio, aumenta la resistenza al pitting negli acciai inossidabili (coefficiente 16 nella formula di calcolo del PREN), aumenta la resistenza meccanica degli acciai inossidabili e stabilizza l'austenite negli acciai inossidabili.
  • Manganese (massima percentuale tollerata 0,8%): agisce come desolforante e disossidante, aumenta il tasso di incrudimento (in alte percentuali) e stabilizza l'austenite a bassa temperatura.
  • Alluminio disossidante e affinante del grano.
  • Silicio (massima percentuale tollerata 0,4%): disossidante e aumenta l'elasticità.
  • Titanio: disossidante, denitrurante, affinante del grano, previene la corrosione intergranulare negli acciai inox.
  • Niobio: nitrurante durante la conversione in A.O.D.[non chiaro], affinante del grano, previene la corrosione intergranulare negli acciai inox, essenziale negli acciai indurenti per precipitazione, aumenta la resistenza meccanica, la resistenza a fatica la resistenza a corrosione e la resistenza all'usura.
  • Tantalio: essenziale negli acciai indurenti per precipitazione, aumenta la resistenza meccanica, la resistenza a fatica la resistenza a corrosione e la resistenza all'usura.
  • Molibdeno: viene utilizzato con concentrazioni notevoli (9% circa) per produrre acciai per utensili, aumenta la temprabilità, la resistenza a caldo, la durezza a caldo, la resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione degli acciai inox, in particolare la resistenza al pitting (coefficiente 3,3 nella formula di calcolo del PREN) e la resistenza meccanica ad alta temperatura.
  • Cromo: con concentrazioni superiori al 12% è utilizzato negli acciai inossidabili ferritici e martensitici, aumenta la temprabilità, la resistenza all'usura, la stabilità al rinvenimento e la resistenza al "pitting" (coefficiente 1 nella formula di calcolo del PREN).
  • Nichel: partecipa alla resistenza alla corrosione dell'acciaio inox (dove raggiunge percentuali molto elevate, 25% circa), aumenta la resistenza e la durezza dopo la bonifica, aumenta di poco la temprabilità e stabilizza l'austenite a basse temperature.
  • Vanadio: aumenta la resistenza meccanica e la resistenza all'usura.
  • Tungsteno: aumenta la resistenza all'usura e la durezza; è impiegato con tenori che vanno dal 13 al 25% negli acciai rapidi per utensili.
  • Rame: può provocare cricche a seguito di lavorazioni a caldo; migliora la resistenza alla corrosione (acciaio Corten).
  • Stagno: favorisce la fragilità.

GhisaModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: ghisa.

La ghisa si differenzia dall'acciaio visto il livello notevolmente maggiore di carbonio. Il carbonio può essere presente sotto forma di grafite o di cementite e a seconda della presenza dell'una o dell'altra la ghisa può distinguersi in tre categorie[4]:

Di seguito le principali caratteristiche della ghisa:

  • economicità nella produzione;
  • resistenza all'usura;
  • buona lavorabilità con macchine utensili;
  • possibilità di realizzare forme molto complesse mediante semplice fusione;
  • ottima fusibilità
  • è dura e fragile

NoteModifica

  1. ^ Materiali ferrosi e acciai da costruzione (PDF), su seieditrice.com.
  2. ^ Elementi di Lega (PDF), su itisravenna.it.
  3. ^ Acciai e materiali ferrosi (PDF), su iispoloamantea.gov.it.
  4. ^ Ghisa, su www.chimica-online.it. URL consultato il 23 agosto 2018.