Composizione acciaio
Qual è la composizione dell'acciaio?
Le leghe metalliche sono materiali che derivano dalla combinazione di due o più elementi chimici nei quali l'elemento più abbondante è sempre un metallo.
Gli acciai sono leghe metalliche costituite principalmente da ferro ma contenenti anche carbonio e altri elementi chimici. Infatti, si definiscono acciai le leghe ferro carbonio (con tenore massimo di carbonio del 2,06%) contenenti quantità più o meno elevate di altri elementi, ma con una percentuale di ferro superiore a quella di ciascun altro elemento. Negli acciai il carbonio è sempre presente come cementite, sostanza nota anche come carburo di ferro (formula chimica: Fe3C).
È il tenore di carbonio che differenzia un acciaio da una ghisa: mentre negli acciai il tenore di carbonio è sempre inferiore al 2,06%, nelle ghise il tenore di carbonio è superiore al 2,06% ma inferiore al 6,67% (che è il valore di saturazione). Ulteriori info: differenza tra acciaio e ghisa.
Qual è la composizione degli acciai nelle comuni applicazioni?
Nelle comuni applicazioni il tenore di carbonio degli acciai è compreso tra il 0,2% e l'1%.
A seconda che contengano oltre a ferro e carbonio anche altri elementi chimici, gli acciai vengono classificati in acciai comuni e acciai speciali.
Acciai comuni
Gli acciai comuni contengono unicamente ferro e carbonio. Il carbonio, in percentuali elevate (ma inferiori al 2,06%), contribuisce ad aumentare la resistenza meccanica, la durezza, la fragilità, la temprabilità, la colabilità, la resistenza all'usura e a diminuire la malleabilità, la saldabilità, la tenacità e la duttilità.
A seconda del contenuto di carbonio gli acciai comuni vengono classificati nel seguente modo:
| Tipo di acciaio | Tenore di carbonio |
| extradolce | < 0,008%; |
| dolce | 0,008% ÷ 0,1% |
| semidolce | 0,1% ÷ 0,4% |
| semiduro | 0,40% ÷ 0,55% |
| duro | 0,55% ÷ 0,80% |
| extraduro | 0,80% ÷ 2,06% |
Accia speciali
Gli acciai speciali, detti anche acciai legati, contengono, oltre al ferro e al carbonio, altri elementi chimici.
Notevole è l'influenza degli elementi aggiunti o presenti negli acciai, in quanto ne modificano o ne alterano le qualità. Alcuni, quali il silicio, il manganese, l'alluminio, ecc. vengono appositamente aggiunti per disossidare il metallo liquido. Numerosi metalli quali il cromo, il nichel, il vanadio, il tungsteno, vengono invece aggiunti per ottenere desiderate composizioni chimiche e conseguentemente, dopo appropriati trattamenti termici, particolari e spiccate caratteristiche.
In base al numero di elementi aggiunti, gli acciai speciali possono essere classificati in ternari, quaternari e complessi.
Gli acciai ternari sono acciai che contengono, oltre a ferro e carbonio, un solo altro elemento chimico. Ne è un esempio l'acciaio per molle, contenente silicio.
Gli acciai quaternari sono acciai che contengono, oltre a ferro e carbonio, altri due elementi chimici. Ne è un esempio l'acciaio inossidabile, costituito da ferro, carbonio, cromo e nichel.
Gli acciai complessi sono acciai che contengono, oltre a ferro e carbonio, altri tre o più elementi chimici. Ne è un esempio l'acciaio per caldaie contenente manganese, silicio, cromo e molibdeno.
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