Pochi sanno che il ferro puro, simbolo atomico “Fe” non è per niente resistente ed ha caratteristiche fisiche inutilizzabili alla creazione di utensili e componenti. Giova precisare che il ferro puro, seppur presente in natura, ha un’innata predilezione all’ossidazione ed una friabilità elevatissima, tanto da poterlo sfaldare con le mani.
Il metallo che noi comunemente chiamiamo ferro, presente negli oggetti di tutti i giorni, è acciaio e tecnicamente viene classificato come “acciaio dolce”.
L’acciaio, composto dalla lega ferro e carbonio, all’aumento del quantitativo del secondo materiale, diventa sempre più resistente alle sollecitazioni pertanto, quando questa lega diviene sufficientemente resistente, nel gergo comune viene indicata come acciaio.
Entrando più nello specifico, il limite percentuale massimo di carbonio nella lega, per considerarlo acciaio è 2.06%.
Al superamento di questa percentuale, le caratteristiche fisiche e meccaniche variano tanto da dover identificare la lega con un altro nome.
“La Ghisa”.
Ed ecco spiegate le differenze base tra ferro, acciaio e ghisa.
Il carbonio, all’interno della lega può esistere in due forme ben distinte modificando a sua volta in base alla sua configurazione, le proprietà del metallo.
Se il carbonio è combinato chimicamente con il ferro (formazione di una molecola), da origine alla cementite (parte presente nella ghisa bianca).
Se invece, il carbonio non è combinato chimicamente con il ferro e si trova allo stato libero in forma grafitica, il metallo risultante si chiamerà in gergo ghisa grigia.
Ghisa grigia
La ghisa grigia è una lega ferrosa con al suo interno lamelle di carbonio che, interrompendo la continuità della struttura del materiale, lo rendendolo fragile alle minime sollecitazioni.
I vantaggi sulla presenza del carbonio in forma di grafite sono numerosi e pertanto ve ne cito solo i piu importanti. La temperatura di fusione viene ridotta di 300 - 400 °C rispetto ad un acciaio e la sua lavorabilità alle macchine utensili, data la presenza della grafite aumenta notevolmente in quanto funge da lubrificante solido.
Ghisa bianca
La ghisa bianca è una ghisa che solidifica nel sistema a cementite.
Essa ha un’elevata durezza data dal carbonio combinato con il ferro, un’elevatissima resistenza all’usura e all’abrasione. La sua fragilità è però molto elevata, derivandone così la scarsa lavorabilità alle macchine utensili.
Per completezza dell’articolo, anche se lo scopo dello stesso è già stato portato a compimento, desidero informarvi anche sulla presenza di alcune varianti della ghisa, le stesse vengono utilizzate moltissimo nell’uso quotidiano date le loro peculiarità intrinseche.
La meehanite
Una ghisa grigia di alta qualità che viene prodotta aggiungendo durante la rifusione, del siliciuro di calcio e una percentuale di lega ferro-silicio.
Le ghise malleabili
Vengono prodotte mediante il “cubilotto” (forno verticale dove il metallo viene solidificato estraendolo dall’alto).
Esse si dividono in:
• Ghisa malleabile europea (temprabile e saldabile),
• Ghisa malleabile americana (temprabili ma poca saldabile),
• Ghisa malleabile perlitica, detta così in quanto vista al microscopio presenta dei noduli di grafite circondati da aloni di ferrite.
La ghisa sferoidale
Questo tipo di ghisa speciale ha i raggruppamenti della grafite in sferoidi. Questo comporta una migliore resistenza a fenomeni di sollecitazioni dinamiche, all’usura, all’abrasione e alla corrosione.
Le ghise specificamente resistenti alla corrosione vengono ottenute aggiungendo alte percentuali di cromo, alte percentuali di nickel oppure alte percentuali di silicio. Queste componenti fanno si che la configurazione cristallina risultante diventi la più omogenea possibile al fine di ridurne i punti di aggressione da agenti corrosivi.
Dunque, alla fine di tutto
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