- Principali proprietà meccaniche dell'acciaio
- 1- Plasticità
- 2- Fragilità
- 3- Malleabilità
- 4- Durezza
- 5- Tenacia
- Principali proprietà fisiche dell'acciaio
- 1- Corpo
- 2- Termico
- 3- Elettrico
- 4- Ottica
- 5- Magnetico
- Tipi di acciaio
- Proprietà dell'acciaio al carbonio
- Proprietà dell'acciaio legato
- Proprietà dell'acciaio inossidabile
- Proprietà dell'acciaio per utensili
- Riferimenti
Le proprietà meccaniche e fisiche dell'acciaio possono variare enormemente a seconda della sua composizione e percentuale di impurità (come fosforo o zolfo). In questo modo, quando si vogliono ottenere proprietà meccaniche e fisiche migliori rispetto ad altri, l'acciaio può essere legato con cromo, cobalto, rame, molibdeno, nichel, azoto, selenio, tantalio, titanio, tungsteno o vanadio.
La composizione e le proprietà dell'acciaio variano ampiamente. L'acciaio in generale ha un contenuto di carbonio inferiore rispetto al ferro e un numero inferiore di impurità rispetto a quelle presenti in altri metalli.
In generale, le proprietà fisiche come la densità, la conduttività elettrica e termica non variano molto da una lega all'altra. Tuttavia, le proprietà meccaniche come resistenza, duttilità e durezza dipendono in larga misura dal tipo di lega e dalla composizione dell'acciaio.
Principali proprietà meccaniche dell'acciaio
1- Plasticità
È la capacità dell'acciaio di mantenere la sua forma dopo essere stato sottoposto a sollecitazioni. Gli acciai legati con piccole percentuali di carbonio sono più plastici.
2- Fragilità
La fragilità è la facilità con cui l'acciaio può essere rotto sotto stress. Quando l'acciaio è legato, con un'alta percentuale di carbonio, tende ad essere più fragile.
3- Malleabilità
La malleabilità è la facilità dell'acciaio da laminare. In questo modo, alcune leghe di acciaio inossidabile tendono ad essere più malleabili di altre.
4- Durezza
La durezza è la resistenza che un metallo oppone agli agenti abrasivi. Più carbonio aggiungi a una lega di acciaio, più sarà difficile.
5- Tenacia
La robustezza è il concetto che denota la capacità dell'acciaio di resistere all'applicazione di una forza esterna senza rompersi.
Nel caso di acciai con una concentrazione media di carbonio, la tenacità tende ad essere maggiore.
Principali proprietà fisiche dell'acciaio
1- Corpo
Includono proprietà relative al peso dell'acciaio, al suo volume, massa e densità.
2- Termico
Si riferisce a tre aspetti fondamentali dell'acciaio: la sua capacità di condurre la temperatura (conduzione), il suo potenziale di trasferire calore (convezione) e la sua capacità di emanare raggi infrarossi nel mezzo (radiazione).
3- Elettrico
Si riferiscono alla capacità dell'acciaio di condurre corrente elettrica.
4- Ottica
Queste proprietà nel caso dell'acciaio denotano la sua capacità di riflettere la luce o emettere lucentezza. Nella misura in cui l'acciaio inossidabile è legato con una percentuale più alta di alluminio, avrà migliori proprietà ottiche.
5- Magnetico
Si riferisce alla capacità dell'acciaio di essere indotto o di indurre un campo elettromagnetico.
Maggiore è la percentuale di ferro nella lega di acciaio, maggiore è la sua capacità di agire da magnete.
Tipi di acciaio
Vengono prodotti diversi tipi di acciaio in base alla loro applicazione, pertanto le proprietà meccaniche e fisiche di questi tipi di acciaio devono essere diverse.
In questo modo, sono state create varie scale per classificare l'acciaio in base alle sue proprietà (elasticità, densità, punto di fusione, conducibilità termica, resistenza, durezza, tra le altre).
Per realizzare diversi tipi di acciaio, i produttori utilizzano diverse concentrazioni di altri metalli per realizzare leghe.
Anche il processo di produzione e il modo in cui viene lavorato l'acciaio hanno un'influenza significativa sul prodotto finale ottenuto.
Secondo l'American Iron and Steel Institute (AISI), l'acciaio può essere classificato in quattro gruppi principali, in base alla sua composizione chimica:
- Acciaio al carbonio
- Acciaio legato
- Acciaio inossidabile
- Acciaio per utensili
Proprietà dell'acciaio al carbonio
L'acciaio al carbonio è derivato dalla lega tra ferro e carbonio. Variando la percentuale di carbonio è possibile produrre acciai con qualità differenti. In generale, maggiore è la percentuale di carbonio, più duro e rigido sarà l'acciaio.
L'acciaio con una bassa percentuale di carbonio è conosciuto nel mercato come ferro battuto. Questo tipo di acciaio è facile da maneggiare poiché è altamente plastico.
Per questo motivo trova largo impiego nella realizzazione di grate, applicazioni decorative o lampioni.
L'acciaio a medio tenore di carbonio è molto tenace, motivo per cui viene utilizzato per realizzare ponti o parti strutturali in grado di sopportare carichi enormi.
Da parte sua, l'acciaio ad alto tenore di carbonio viene utilizzato per realizzare cavi. Quando la percentuale di carbone è maggiore di quella del ferro, si parla di ghisa, che viene utilizzata per realizzare vasi e altri tipi di articoli.
Sebbene quest'ultimo tipo di acciaio sia piuttosto duro, è anche molto fragile.
Proprietà dell'acciaio legato
L'acciaio legato è quello fabbricato con una piccola percentuale di uno o più metalli diversi dal ferro. Quei metalli aggiunti alla lega hanno la capacità di modificare le proprietà dell'acciaio.
Ad esempio, l'acciaio ottenuto da ferro, cromo e nichel risulta in acciaio inossidabile. Quando l'alluminio viene aggiunto a questa lega, il risultato è più malleabile e di aspetto uniforme.
Quando il manganese viene aggiunto alle leghe di acciaio, possono ottenere una resistenza e una tenacità eccezionali.
Proprietà dell'acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile contiene tra il 10 e il 20% di cromo, fattore che gli consente di essere altamente resistente alla corrosione e all'ossidazione.
Quando l'acciaio contiene l'11% di cromo, è circa 200 volte più resistente alla corrosione rispetto all'acciaio che non contiene cromo. Esistono tre gruppi di acciaio inossidabile:
Acciaio austenitico : è quello con la più alta concentrazione di cromo e una piccola percentuale di nichel e carbonio.
È comunemente usato per la lavorazione degli alimenti e le tubazioni. È facile da riconoscere, poiché non è magnetico.
Acciaio ferritico : è il tipo di acciaio che contiene circa il 15% di cromo, ma solo poche tracce di carbonio e altri metalli come molibdeno, alluminio o titanio.
Questo tipo di acciaio è magnetico, molto duro e resistente. Può essere indurito durante la lavorazione a freddo.
Acciaio martensitico : è quello che contiene quantità moderate di cromo, nichel e carbonio. È altamente magnetico e trattabile ad alte temperature.
L'acciaio martensitico è comunemente usato per realizzare utensili da taglio come coltelli e attrezzature chirurgiche.
Proprietà dell'acciaio per utensili
L'acciaio per utensili è molto durevole, resistente alla temperatura e ha una durezza piuttosto elevata.
Contiene tungsteno, molibdeno, cobalto e vanadio. È quello utilizzato per realizzare le punte da trapano.
Riferimenti
- Bell, T. (17 marzo 2017). Estratto da Quali sono i tipi e le proprietà degli acciai?: Thebalance.com.
- Capitolo 6. Proprietà meccaniche dei metalli. (2004). Estratto dalle proprietà meccaniche dei metalli: virginia.edu.
- Guru, W. (2017). Weld Guru. Estratto dalla Guida alle proprietà meccaniche dei metalli: weldguru.com.
- Kailas, SV (sf). Capitolo 4. Proprietà meccaniche dei metalli. Estratto da Material Science: nptel.ac.in.
- Materia, T. (agosto 2002). Materia totale. Estratto da Proprietà meccaniche dei metalli: totalmateria.com.
- Materials, A. (2 dicembre 2014). Estratto da PROPRIETÀ MECCANICHE E FISICHE: worldstainless.org.
- Sandhyarani, N. (4 agosto 2016). Ottenuto dalle proprietà fisiche dell'acciaio: buzzle.com.