Acciaióso: prodotto di passaggio tra acciaio e ghisa

Acciaióso: ecco cosa significa

Cosa significa acciaióso? Questo termine è usato per indicare una particolare classe di materiali siderurgici. Si tratta di leghe che, per la loro composizione chimica e strutturale, presentano proprietà intermedie rispetto a due materiali fondamentali: gli acciai e le ghise.

Definizione di Acciaióso

Acciaióso [/ac·cia·ió·so/] aggettivo derivato da acciaio –  si riferisce a prodotti siderurgici che rappresentano un termine di passaggio tra acciai e ghise. L’acciaio è una lega di ferro e carbonio con un contenuto di carbonio inferiore al 2%, mentre la ghisa ha un contenuto di carbonio superiore (tra il 2% e il 4%).

Questa definizione porta a interrogativi interessanti: qual è la differenza tra acciaio e ghisa?

Quali prodotti possiamo definire acciaióso?

Approfondiamo questi aspetti per comprendere quando si può usare propriamente il termine acciaióso, conoscendo meglio gli elementi del carbonio e del ferro, e delle loro leghe d’acciaio e ghisa.

Differenza tra acciaio e ghisa

Per comprendere la differenza tra acciaio e ghisa (tra i cosiddetti “acciai” e le “ghise”) è fondamentale partire dalla loro composizione.

Entrambe sono leghe di ferro e carbonio, ovvero materiali composti da una miscela di ferro a cui si aggiungono specifiche quantità di carbonio e, talvolta, altri elementi. 

La differenza tra una lega di acciaio e una lega di ghisa sta nella percentuale di composizione di questi elementi, da cui derivano le principali proprietà e caratteristiche specifiche.

Vediamole nel dettaglio.

L’acciaio

L’acciaio è una lega composta da ferro e carbonio, con una percentuale di carbonio generalmente inferiore al 2%. A questa base si aggiungono spesso elementi leganti come cromo, nichel, manganese o vanadio, per migliorare alcune proprietà specifiche.

Le proprietà principali dell’acciaio sono:

• Duttilità e malleabilità: l’acciaio può essere piegato, modellato e lavorato senza rompersi, grazie al basso contenuto di carbonio.
• Elevata resistenza meccanica: è robusto e in grado di sopportare sollecitazioni come trazione, compressione e torsione.
• Versatilità: grazie alla possibilità di legare il ferro con altri elementi, l’acciaio può essere ottimizzato per una vasta gamma di applicazioni: da acciai molto duri e resistenti, a leghe inossidabili, o ancora a quelle magnetiche.
• Maggiore lavorabilità: può essere saldato, temprato e forgiato facilmente, rendendolo adatto per applicazioni industriali e artigianali.

Grazie a queste proprietà, gli acciai sono alla base di settori chiave come l’edilizia, l’automotive, l’industria meccanica e l’elettronica.

Altri elementi della lega di acciaio

Nell’acciaio, oltre al ferro e al carbonio, vengono aggiunti altri elementi per modificarne e migliorarne le proprietà in base alle esigenze specifiche di utilizzo. Il manganese è spesso presente per incrementare la resistenza meccanica e la durezza, riducendo al contempo la fragilità del materiale. Il silicio svolge un ruolo fondamentale nel rafforzare la lega, migliorandone anche le proprietà magnetiche. Il cromo è essenziale per conferire resistenza alla corrosione e aumentare la durezza dell’acciaio, essendo un elemento chiave nella produzione di acciai inossidabili. Il nichel viene aggiunto per migliorare la duttilità e garantire una maggiore resistenza alla corrosione in ambienti aggressivi. In ambienti particolarmente difficili, come quelli salini o ricchi di cloruri, il molibdeno si rivela utile nel potenziare la resistenza chimica e all’usura. Infine, il vanadio è impiegato per aumentare ulteriormente la durezza e la resistenza all’usura dell’acciaio, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono prestazioni superiori. Grazie a questa varietà di elementi, si ottengono acciai dalle caratteristiche uniche, come gli acciai Cor-Ten (leggi qui cosa sono), noti per la loro capacità di resistere alla corrosione in modo naturale e autoprotettivo.

La ghisa

La ghisa è una lega con un contenuto di carbonio più elevato, tipicamente compreso tra il 2% e il 4%. Questa composizione influenza profondamente le sue proprietà fisiche, rendendola meno duttile e più fragile rispetto all’acciaio, ma con una maggiore fusibilità.

Caratteristiche della ghisa

• Composizione: Ferro e carbonio (2%-4%), con aggiunte di silicio e altri elementi
• Aspetto: Generalmente scuro, con una superficie opaca
• Stato: Solido a temperatura ambiente, con struttura cristallina diversa dagli acciai
• Temperatura di fusione: Inferiore a quella degli acciai, tra 1.150 e 1.300 °C
• Densità: Circa 7.000 kg/m³
• Coefficiente di dilatazione termica: 10-11 × 10⁻⁶ per °C
• Conducibilità termica: 35-50 W/mK
• Resistività elettrica: 10⁻⁶ Ω·m
• Resistenza a trazione: Tra 200 e 400 MPa, molto più bassa rispetto all’acciaio
• Tensione di snervamento: Non applicabile in molti casi, perché la ghisa è fragile
• Applicazioni: Componenti di macchinari, tubature, dischi freno, stufe, strumenti da cucina (pentole in ghisa), strutture decorative

Le proprietà principali della ghisa sono:

• Elevata fusibilità: la ghisa si scioglie a una temperatura inferiore rispetto all’acciaio, rendendola ideale per la colata in stampi complessi.
• Durezza e resistenza alla compressione: è un materiale eccellente per applicazioni che richiedono resistenza a carichi statici, ma è più fragile sotto carichi dinamici.
• Meno malleabile: la ghisa si rompe facilmente se sottoposta a tensione o flessione, limitando il suo utilizzo in strutture che richiedono elasticità.
• Eccellente resistenza all’usura: Soprattutto la ghisa bianca, che è particolarmente adatta per componenti soggetti a sfregamento o abrasione.

Queste caratteristiche rendono la ghisa largamente utilizzata per produrre componenti strutturali, come blocchi motore, tubature, stufe e attrezzature industriali.

Altri elementi della lega di ghisa

Anche nella ghisa sono presenti elementi aggiuntivi, talvolta introdotti volutamente o risultanti come impurità dal processo produttivo, che ne influenzano significativamente le proprietà. Il silicio, per esempio, aumenta la fluidità del metallo fuso e favorisce la formazione di grafite nelle ghise grigie, migliorandone la lavorabilità. Il manganese, invece, riduce la fragilità della ghisa e ne accresce la durezza, rendendola più resistente a carichi compressivi. Il fosforo, se presente, contribuisce a migliorare la fluidità durante la fusione, ma quantità elevate possono compromettere la resistenza della lega rendendola più fragile. Lo zolfo, generalmente considerato un’impurità, può essere tollerato in piccole dosi per facilitare la lavorabilità della ghisa fusa. In alcune ghise speciali, il cromo viene aggiunto per incrementare la resistenza all’usura e alla corrosione, mentre il nichel, se impiegato, aumenta sia la durezza sia la resistenza alla corrosione, particolarmente utile in ambienti difficili. Questi elementi, combinati sapientemente, permettono di adattare la ghisa a numerose applicazioni, migliorandone prestazioni e durata.

Quindi: cosa è acciaioso, cosa è acciaio e cosa ghisa?

La differenza fondamentale tra acciai e ghise sta nella percentuale di carbonio:

• negli acciai, il carbonio è inferiore al 2%, rendendoli più resistenti e duttili. Questo li rende adatti per applicazioni che richiedono robustezza e flessibilità, come strutture edili, utensili e macchinari.

• nelle ghise, il carbonio supera il 2%, conferendo al materiale una struttura più rigida e fragile. La ghisa è ideale per prodotti colati in stampi complessi e componenti che richiedono resistenza all’usura o compressione, ma non alla trazione.

Un altro elemento chiave è la microstruttura:

• nell’acciaio, il carbonio è principalmente disciolto nella matrice di ferro, formando una struttura omogenea.
• nella ghisa, il carbonio è presente anche sotto forma di grafite o cementite, influenzando la resistenza e l’aspetto superficiale.

Infine, la differenza nella fusibilità determina le applicazioni principali: gli acciai sono lavorati tramite forgiatura e laminazione, mentre le ghise si prestano alla colata.

E gli acciaiosi?

Gli acciaiosi rappresentano un punto di incontro tra acciaio e ghisa. Si tratta di leghe che condividono alcune caratteristiche di entrambe le categorie, pur non rientrando pienamente né nell’una né nell’altra. Con una percentuale di carbonio che si avvicina al 2% e una microstruttura intermedia, gli acciaiosi uniscono una discreta resistenza meccanica a una buona fusibilità. Questa peculiarità li rende utili in applicazioni specifiche che richiedono un equilibrio tra duttilità e rigidità.