Caratteristiche e Designazione Giuseppe Boncoddo MATERIALI FERROSI Caratteristiche e Designazione Giuseppe Boncoddo

Minerale di ferro proveniente da un meteorite

Grafite

Diamante allo stato allotropico

LA GHISA

PRODOTTO SIDERURGICO IN ALTOFORNO COSTITUITO DA UNA LEGA DI FERRO E DI CARBONIO (QUEST'ULTIMO VARIA DAL 2% AL 4,5%).

ALTOFORNO Costituito da due parti tronco - coniche, unite per le basi maggiori, ha un’altezza che va da 30 a 70 metri e un diametro di 5 ÷ 9 metri. All’interno è rivestito in materiale refrattario, mentre all’esterno è rivestito in lamiere di acciaio.

LE FASI DI FORMAZIONE DELLA GHISA Essiccamento; Riduzione; Carburazione; Fusione; Combustione.

ESSICCAMENTO: avviene nella bocca. Il materiale perde tutta l’acqua alla temperatura di 200 ÷ 400°C;

RIDUZIONE: nella parte superiore del tino. Riduzione degli ossidi di ferro da parte dell’ossido di carbonio alla temperatura di 400 ÷ 700°C;

CARBURAZIONE: nella parte inferiore del tino. Il ferro si combina col carbonio e abbassa il suo punto di fusione ad una temperatura di 700 ÷ 1300°C.

FUSIONE La carburazione si completa e il ferro si trasforma in ghisa, che, dal crogiolo finisce negli stampi.

COMBUSTIONE: L’aria calda, attraverso gli ugelli investe il coke ad una temperatura di 1300÷1900°C; il combustibile brucia e il metallo fonde.

VARI TIPI DI GHISE ghise grigie (resistenti all'usura, buona lavorabilità alle macchine utensili, buone per tubi, basamenti di macchine utensili, blocchi motore, ecc...), simbolo G seguito dal carico di rottura a trazione. Es. G20

ghise malleabili ( resistenti alla fatica, buone per supporti, mozzi, tamburi, ecc...), simbolo GMB50 o GMN50 a seconda se bianca o nera;

ghise sferoidali (resistenti all'urto, dure e di buona lavorabilità ghise sferoidali (resistenti all'urto, dure e di buona lavorabilità. Numerosi gli impieghi. Simbolo GS500-7, dove 7 è l'allungamento percentuale);

ghise speciali (resistenti alla corrosione e al calore si ottengono addizionando silicio 4÷17%, cromo 12÷35%, o nichel 4÷32%). Simbolo L-SiCr 20-2.

GLI ACCIAI

leghe ferro carbonio con percentuali di carbonio inferiori al 2%.

Si ottengono raffinando la ghisa liquida mediante: decarburazione; depurazione; correzione delle percentuali di manganese e di silicio

IL PROCESSO DI PRODUZIONE AVVIENE IN SPECIALI IMPIANTI SIDERURGICI: Convertitori Bessemer; LD; Martin-Siemens.

Convertitore BESSEMER Recipiente di acciaio rivestito internamente di materiale refrattario Ruota attorno a due perni, uno pieno per il moto e l’altro cavo per per l’aria calda e compressa. L’aria ossida i vari componenti, mentre il convertitore , in posizione orizzontale si raddrizza. La durata del processo è di circa 14 ÷ 20 minuti.

Le scorie che si formano vengono eliminate dall’affinazione. Forno MARTIN - SIEMENS L’acciaio si ricava da rottami di ferro (70 ÷ 80%) e da minerali di ferro. Nel forno, a 1700°C, l’aria reagisce col Carbonio e l’Ossigeno, formando Ossido di carbonio che si libera dal bagno metallico. Le scorie che si formano vengono eliminate dall’affinazione.

L’acciaio prodotto ha caratteristiche migliori. Convertitore LD Derivato dal convertitore Bessemer e dalle iniziali delle città di ideazione Linz e Donawtz all’aria sostituisce ossigeno puro a 9 ÷ 10 atm. soffiato mediante una lancia raffreddata ad acqua. Più grande del Bessemer è rivestito di magnesio e dolomite*. L’acciaio prodotto ha caratteristiche migliori. * Minerale: carbonato doppio di Calcio e Magnesio CaMg(CO3)2

Forno elettrico Il più usato è il forno ad arco detto di Héroult, suo ideatore. È costituito da un tino cilindrico. Sulla volta mobile passano tre elettrodi. Viene riempito con rottami di ferro e ghisa solida fredda. A volta chiusa gli archi scoccano e il calore fonde la carica.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

alta resistenza alla trazione e alla compressione;

facile lavorabilità (si prestano per essere fucinati, stampati, trafilati, saldati*, lavorati alle macchine utensili, ecc...); Trafilatura: procedimento di deformazione plastica a freddo che ha lo scopo di ottenere la riduzione delle dimensioni trasversali di un laminato metallico mediante il passaggio nella trafilatrice * Vari tipi di saldatura: a gas, laser, alluminotermica, ad arco voltaico, a pressione, saldobrasatura, ecc...

fluidità allo stato fuso, ma le temperature di fusione rispetto alla ghisa (1100°C) sono più alte (1250°C);

saldabilità con ogni tecnica; più alto costo rispetto alla ghisa.

DESIGNAZIONE E CLASSIFICAZIONE DEGLI ACCIAI

- I° gruppo (secondo le caratteristiche fisiche). Simbolo Fe o FeG per acciai per getti, es. Fe 410;

- II°gruppo (secondo la composizione chimica). Simbolo C o GC per acciai per getti o X per acciai legati, es. CG 20 o X 200 Ni 13 ;

Secondo il loro impiego sono suddivisi in: acciai d'uso generale (acciai ordinari e debolmente legati); . acciai speciali

Gli ultimi si suddividono in: acciai da costruzione (trattati termicamente);

acciai da utensili (elevata durezza, resistenza all'usura, indeformabilità, ecc...);

acciai inossidabili (resistenza alla corrosione e al calore);

acciai per usi particolari (impiegati alle basse temperature, con particolari proprietà magnetiche).