Acciai e ghise nozioni basiche da sapere (tecnologia meccanica), Appunti di Tecnologie di mecaniche, processo e prodotto

Scarica Acciai e ghise nozioni basiche da sapere (tecnologia meccanica) e più Appunti in PDF di Tecnologie di mecaniche, processo e prodotto solo su Docsity! ACCIAI L’acciaio è una lega binaria composta da ferro e carbonio. Gli acciai sono classificabili in tre categorie: gli acciai di base, di qualità e gli acciai speciali. Abbiamo studiato anche la designazione degli acciai che li divide in due grandi gruppi: nel primo sono divisi per caratteristiche meccaniche e impieghi strutturali, invece nel secondo si distinguono in base ala composizione chimica. Nel secondo gruppo ci sono gli acciai formati solo da carbonio, quelli da utensile che come elementi di alligazione hanno il Tungsteno-Molibdeno-Vanadio- Cobalto e poi ci sono gli acciai legati e non legati. Gli acciai sono non legati quando sono composti solo da ferro e carbonio e a volte anche piccole percentuali di fosforo o zolfo; quelli legati invece oltre al ferro e al carbonio possono avere anche il nichel, il cromo e il molibdeno. Un acciaio si dice legato quando anche solo un elemento di alligazione supera le % minime previste dalle norme. Gli acciai legati possono essere debolmente legati (quando nessun elemento supera il 5%) o fortemente legati (quando almeno 1 elemento supera il 5%). Ovviamente con l’aggiunta o meno di elementi di alligazione variano anche le caratteristiche meccaniche dell’acciaio, ovvero Rm, che è il carico a rottura espresso in N/mm2, e HB che è la durezza Brinell. Il diagramma Fe-C è il diagramma di stato delle leghe tra il ferro e il carbonio ed è definito un grafico metastabile, perché il raffreddamento della cementite è estremamente lento. Nel diagramma si può vedere che al variare della percentuale di carbonio nel ferro si formano diverse strutture. Fino al 2,06% di C ho gli acciai che possono essere ipoeutettoidi o ipereutettoidi; dal 2,06 al 6,67% ho le ghise, che possono essere ipoeutettiche o ipereutettiche. Le altre strutture presenti nel diagramma sono la ferrite (che sotto i 769 gradi è magnetica), la cementite che si trova tra il 4,3 e il 6,67%, l’austenite dallo 0,83 al 2,06, la perlite dallo zero allo 0,83 e infine la ledeburite dal 2,06 al 4,3%. Nel grafico ci sono anche tre punti critici: il primo è il peritettico(0.3;1492) in cui si ha il passaggio diretto da L+S di un tipo a S di un altro tipo; il secondo è l’eutettoide(0.83;723) e lì si ha il passaggio diretto da austenite a perlite e l’ultimo punto è l’eutettico(4.3;1147) a cui si ha il passaggio diretto da liquido a solido. Gli elementi alfageni sono quelli che allargano il campo della ferrite alfa e sono il Cromo, il Vanadio, il Silicio e l’Alluminio solo per dirne alcuni; invece gli elementi gammageni sono quelli che allargano il campo della ferrite gamma e sono il Nichel, il Manganese, il Cobalto e il Rame. Per poter spiegare le curve di Bain sarebbe più comodo disegnare il grafico ma posso comunque dire che vengono spostate verso destra e verso il basso aggiungendo elementi di alligazione alla lega e che sono delle curve che abbiamo utilizzato per rappresentare il comportamento delle strutture del diagramma durante i trattamenti termici; mentre il grafico velocità-strutture è un grafico che anche lui rappresenta il comportamento delle strutture in base a quale velocità viene raffreddata una lega. Di acciai speciali ne abbiamo studiati di tre tipi: i primi sono gli acciai inox. Sono leghe Fe-Cr o Fe- Cr-Ni, con il cromo che ha percentuali variabili tra il 12 e il 30%, e il nichel al massimo raggiunge il 35%. Questi acciai hanno una buona resistenza alla corrosione e al calore e hanno una buona tenacità a bassa temperatura. Sono chiamati così perché a contatto con l’ossigeno non si ossidano grazie al cromo che forma questa pellicola sottilissima che riveste l’acciaio e appunto non lo fa ossidare. Gli acciai inox sono classificati in acciai martensitici (hanno le migliori caratt. meccaniche ma sono i peggiori antiossidanti), gli acciai austenitici (che funzionano al contrario dei martensitici), e gli acciai ferritici che diciamo sono a metà tra i due e non prevale nessuna delle due caratteristiche. Un altro tipo di acciai speciali sono gli acciai maraging che portano il campo elastico fin quasi a rottura e hanno una buona resistenza meccanica e una buona durezza. Il nome è dato da mar- aging che significa martensite invecchiata. Gli ultimi acciai speciali sono gli acciai da utensile che hanno una buona resistenza all’usura e una buona durezza a caldo e a freddo. Sono ottenuti facendo una ricottura a più mantenimenti e una volta riportati a temperatura ambiente faccio 2/3 rinvenimenti per recuperare l’austenite residua e per ridistendere la struttura. Se la martensite è sotto zero devo portare la temperatura a -100 gradi in azoto liquido. GHISE La ghisa è una lega quaternaria composta da ferro-carbonio-silicio e manganese. Le ghise possono essere d’altoforno ovvero la ghisa madre, le ghise comuni (sono la ghisa grigia, che ha il silicio che tende al massimo(circa 4%), e la ghisa bianca, che viceversa ha il silicio che tende al minimo)e infine le ghise speciali. Gli elementi grafitizzanti delle ghise sono il silicio, il nichel, l’alluminio e il rame; mentre gli elementi cementizzanti sono il manganese, il molibdeno, il cromo e il vanadio. Abbiamo studiato due tipi di ghise speciali. Le prime sono le ghise malleabili che si differenziano in ghise malleabili a cuore bianco e a cuore nero. La prima parte del trattamento è uguale per entrambe perché bisogna ottenere la ghisa bianca ( composta dal 20% di ghisa madre, dal 40% di rottami di acciaio e dal 40% di scarti di ghisa malleabile): scaldo fino a 1300/1400 gradi e in 15 minuti vado a 800 gradi e si ha la destaffatura (si libera il getto); è una ricottura a 2 mantenimenti. La differenza tra le due è il rinvenimento che si fa dopo: per quella a cuore bianco si scalda fino a 980 gradi, si mantiene per 5/7 gg e si raffredda, il tutto in ruggine finemente macinata per decarburare la ghisa, ovvero farle perdere un po’ della sua durezza.