Consonni Srl effettua trattamenti di cromatura leghe in ferro
Ferro
Elemento di transizione, di simbolo Fe e numero atomico 26.
Il ferro puro ha durezza compresa tra 4 e 5, è di colore argenteo, duttile e malleabile.
Il ferro è un elemento reattivo: reagisce con gli alogeni (fluoro, cloro, bromo, iodio e astato), con lo zolfo, il fosforo, il carbonio e il silicio.
Riscaldato a elevata temperatura, brucia in atmosfera di ossigeno dando l’ossido Fe3O4, che si forma anche quando particelle di metallo si staccano da un pezzo di ferro violentemente battuto, bruciando nell’aria con formazione di scintille o durante la fucinatura a caldo del ferro (ossido delle scaglie).
Se esposto all’aria umida, esso si corrode e si ricopre di un ossido ferrico idrato rosso-bruno, comunemente detto ruggine, la cui formazione è dovuta a un processo elettrochimico: in presenza di acqua, che fornisce il mezzo elettrolitico, si stabilisce una debole corrente per cui il ferro metallico si decompone e si trasforma in ruggine reagendo con l’ossigeno atmosferico. La reazione è accelerata dalla presenza di ruggine depositata in precedenza sulla superficie. A contatto con molti acidi diluiti, il ferro passa in soluzione liberando idrogeno; non reagisce, invece, con l’acido nitrico concentrato, a causa dell’insorgere di un fenomeno detto passività: il metallo si ricopre di uno strato di ossido che lo protegge dall’attacco degli acidi.
Allo stato grezzo di laminazione o di fucinatura, il ferro puro industriale ha un carico di rottura a trazione di 30 kg/mm², un limite di elasticità di 20 kg/mm², un allungamento percentuale di rottura del 25% circa. Le sue caratteristiche di plasticità sono soddisfacenti a freddo, ma subiscono talora notevoli alterazioni a caldo e il metallo presenta una fragilità che ne compromette la fucinabilità. Per le doti di saldabilità, fucinabilità, trafilabilità, stampabilità, il ferro viene usato per la costruzione di lamiere, di piastre, di bulloni, di fili, di tubi, ecc. Per le buone caratteristiche magnetiche (in particolare per la bassa intensità di campo coercitivo), i ferri industriali allo stato ricotto servono per molte apparecchiature elettromagnetiche, per la costituzione di nuclei di ferro dolce: espansioni polari di elettromagneti, lamierini di macchine elettriche, nuclei di relè, ecc.
Leghe del ferro
Acciaio
Lega di ferro e carbonio, con un tenore di carbonio inferiore all’1,8%, che può acquisire, per trattamenti termici e lavorazioni meccaniche, caratteristiche molto varie.
Il ferro puro viene utilizzato per la fabbricazione di acciai pregiati, comuni o legati, come materia prima nella fusione al crogiolo. La polvere di ferro, di riduzione o elettrolitica, è industrialmente sfruttata nella metallurgia delle polveri per la costruzione di particolari porosi e nell’industria dei prodotti per la saldatura, per la preparazione dei rivestimenti degli elettrodi per la saldatura e il taglio alla fiamma ossiacetilenica.
Acciaio inox
Acciaio inox o acciaio inossidabile è il nome dato correntemente agli acciai ad alto tenore di cromo, per la loro proprietà di non arrugginire se esposti all’aria e all’acqua: il cromo, ossidandosi a contatto con l’ossigeno, si trasforma in ossido di cromo (CrO2) che aderisce al pezzo, impedendone un’ulteriore ossidazione (tale fenomeno è noto come passivazione).
Sono una classe estremamente importante di acciai, usata per gli scopi più disparati.
Tipi di acciaio inossidabile
- Acciaio inox martensitico
- Acciaio inox ferritico
- Acciaio inox austenico
- Acciaio duplex
- Acciaio inox ad alta temperatura
- Acciaio inox superferritico
- Leghe inox austeniche
- Acciai da ultra alto vuoto e criogenia
La scoperta dell’acciaio inossidabile si deve all’inglese Harry Brearly di Sheffield: nel 1913, sperimentando acciai per canne di armi da fuoco, scoprì che un suo provino di acciaio con il 13-14% di cromo e con un tenore di carbonio relativamente alto (0,25%) non arrugginiva quando era esposto all’atmosfera. Successivamente questa proprietà venne spiegata con la passivazione del cromo, che forma sulla superficie una pellicola di ossido estremamente sottile, continua e stabile.
Tipi di acciaio inossidabile
Il termine acciaio inossidabile (o inox) indica genericamente gli acciai ad alta lega contenenti cromo, generalmente in quantità fra l’11 ed il 30%. Altri leganti che aumentano la resistenza alla corrosione sono nichel, molibdeno, rame, titanio e niobio; in ogni caso, perché si possa parlare propriamente di acciaio, il totale degli elementi leganti non deve superare il 50%. I componenti questa famiglia di acciai sono classificati secondo la loro struttura microcristallina che deriva dalla loro diversa composizione chimica.
Acciaio inox martensitico
Esso ha catteristiche meccaniche molto elevate ed è ben lavorabile alle macchine. È conosciuto soprattutto con la nomenclatura americana: per esempio l’acciaio al solo cromo è l’AISI serie 400 (da ricordare AISI 410 e 420, con 0,20% < C < 0,40% e Cr = 13% circa; AISI 440 con C = 1% circa e Cr = 17%); nella nomenclatura UNI ha sigle come X20Cr13, X30Cr13, X40Cr14. È magnetico. È anche conosciuto come acciaio “serie 00”.
Tipici elementi in esso presenti sono carbonio, manganese, silicio, cromo e molibdeno, ma non nickel; può essere aggiunto zolfo se si necessita di truciolabilità (a scapito comunque delle caratteristiche meccaniche). L’acciaio inossidabile martensitico è autotemprante. Gli acciai inossidabili martensitici sono utilizzati soprattutto per la loro elevata resistenza allo scorrimento viscoso, sebbene la loro saldabilità sia estremamente critica e la loro resistenza alla corrosione sia minore rispetto a quella dell’inox ferritico e dell’inox austenitico.
Acciaio inox ferritico
Ha un minor tenore di carbonio rispetto al martensitico. Un tipo particolarmente resistente al calore contiene il 26% di cromo. Altri elementi presenti sono il molibdeno, l’alluminio per aumentare la resistenza all’ossidazione a caldo, lo zolfo per facilitare la lavorabilità.
Le proprietà fondamentali sono: moderata resistenza alla corrosione, che aumenta con la percentuale di cromo; magnetizzabile; non temperabile e da usare sempre dopo ricottura; la saldabilità è scarsa, in quanto il materiale che viene surriscaldato subisce l’ingrossamento del grano cristallino a causa del cromo.
Gli impieghi più comuni sono vasellame o posateria di bassa qualità, acquai, lavelli e finiture per l’edilizia. In lamiere sottili si usano per rivestimenti, piastre per ponti navali, sfioratori, trasportatori a catena, estrattori di fumi e depolverizzatori.
Acciaio inox austenico
È un acciaio contenente Ni e Cr in percentuale tale da conservare la struttura austenica anche a temperatura ambiente. Viene classificato in base alla percentuale di Ni e di Cr
La composizione base dell’acciaio inox austenitico è il 18% di Cr e l’8% di Ni, codificata in 18/8. Una percentuale del 2-3% di molibdeno assicura una miglior resistenza alla corrosione (acciaio 18/8/3). Il contenuto di carbonio è basso (0,08% max di C), ma esistono anche acciai inox austenitici dolci (0,03% di C max). L’acciaio inox austenitico può essere stabilizzato con titanio o niobio per evitare una forma di corrosione nell’area delle saldature (vedi più avanti le debolezze di questo tipo di acciaio). Considerando la notevole percentuale di componenti pregiati (Ni, Cr, Ti, Nb, Ta), gli acciai inox austenitici sono fra i più costosi tra gli acciai di uso comune.
Le proprietà fondamentali sono:
ottima resistenza alla corrosione;
facilità di ripulitura e ottimo coefficiente igienico; facilmente lavorabile, forgiabile e saldabile; incrudibile se lavorato a freddo e non tramite trattamento termico; in condizione di totale ricottura non si magnetizza.
Gli impieghi di questi acciai sono molto vasti: pentole e servizi domestici, finiture architettoniche, mattatoi, fabbriche di birra, lattine per bibite e prodotti alimentari; serbatoi per gas liquefatti, scambiatori di calore, apparecchi di controllo dell’inquinamento e di estrazione di fumi, autoclavi industriali. La loro resistenza a gran parte degli aggressivi chimici li rende inoltre molto apprezzati nell’industria chimica.
La Consonni Srl fornisce trattamenti galvanici di Cromatura delle leghe in ferro
