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Acciaio è il nome dato ad una lega di ferro contenente carbonio in percentuale non superiore al 2,11%. Oltre tale limite le proprietà del materiale cambiano e la lega assume la denominazione di ghisa. Oltre al carbonio possono essere presenti degli ulteriori elementi alliganti (acciai legati).
Il carbonio si presenta usualmente sotto forma di cementite (carburo di ferro). Le particelle di cementite presenti nella microstruttura dell'acciaio, in determinate condizioni, bloccano gli scorrimenti delle dislocazioni, conferendo all'acciaio caratteristiche meccaniche migliori di quelle del ferro puro.
Gli acciai sono leghe sempre plastiche a caldo, cioè fucinabili, a differenza delle ghise.
L'importanza dell'acciaio è enorme, i suoi usi sono innumerevoli, come anche le varietà in cui viene prodotto: senza la disponibilità di acciaio in quantità e a basso costo, la rivoluzione industriale non sarebbe stata possibile. Attualmente nel mondo si producono ogni anno oltre 1 miliardo di tonnellate di acciaio (produzione 1996: 1.222,57 milioni di tonnellate - fonte www.worldsteel.org), successivamente lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la fusione, la forgiatura e lo stampaggio.
Storia della siderurgia (ferro, acciaio e ghisa) [modifica]
Crogiolo di ferro fuso durante la lavorazione dell'acciaio
La scoperta del ferro è avvenuta in molti luoghi indipendentemente, e non si può dire che ci sia stato un singolo scopritore. Spesso le stesse tecniche sono state elaborate (e a volte perdute) in luoghi diversi e in tempi diversi, dando origine a leggende e miti.
Per poter comprendere la storia della siderurgia, è necessario avere presente la seguenti definizioni:
- ferro: attualmente con tale termine si intende un elemento chimico. Anticamente si intendeva il materiale utlizzato per forgiare manufatti, costituito da una lega di ferro-carbonio che oggi chiamiamo acciaio. Questa definizione è rimasta nel linguaggio comune, ma non è scientificamente corretta;
- ferro battuto o ferro dolce: è un acciaio che, rispetto all'acciaio propriamente detto, ha uno scarso contenuto di carbonio che lo rende insensibile alla tempra;
- acciaio: lega ferro-carbonio, con contenuto ponderale di carbonio fino al 2,11%;
- ghisa: lega ferro-carbonio, con contenuto ponderale di carbonio superiore 2,11%. È troppo fragile per essere lavorata per forgiatura.
Tecniche storiche per la produzione dell'acciaio [modifica]
Si danno qui di seguito le tecniche classiche per ottenere l'acciaio, che sono state scoperte indipendentemente in vari luoghi in diverse epoche.
Il ferro battuto è stato il primo tipo di acciaio a essere scoperto; è stato probabilmente ottenuto casualmente come sottoprodotto della produzione del rame. Si produceva mettendo in un forno a cupola del minerale di ferro su uno strato di carbone di legna. Essendo il forno sigillato, la combustione si otteneva insufflando aria con un mantice. Il processo durava alcune ore.
Alla fine del processo il forno doveva essere distrutto per estrarre la risultante spugna di ferro (o blumo), che doveva essere battuta per eliminarne le numerose scorie, da cui la denominazione ferro battuto.
Il ferro battuto era un acciaio con basso contenuto di carbonio (vedi ferro dolce), che risultava quindi impossibile da temprare. Gli oggetti in ferro battuto erano pertanto molto duttili e si piegavano con facilità. Per poter essere resi più resistenti dovevano essere arrichiti di carbonio mediante primitivi metodi di carbocementazione. Per lo stesso motivo si elaborò successivamente la più efficace e laboriosa tecnica dell'acciaio a pacchetto.
Acciaio a pacchetto [modifica]
Spesso, ma impropriamente, prende il nome di "lavorazione a Damasco" così come l'acciaio prodotto viene impropriamente chiamato "Acciaio di Damasco".
Consiste nel creare un pacchetto di strati alternati di ferro dolce e ghisa, fatti rammollire e poi martellati insieme per saldarli e far diffondere il carbonio dalla ghisa al ferro dolce, in modo da ottenere la percentuale di carbonio desiderata. Una volta saldati gli strati del pacchetto, si taglia la barra e la si piega su sé stessa, ripetendo il processo: in questo modo si possono creare barre estremamente resistenti composte di centinaia o migliaia di strati sottilissimi.
È un processo la cui riuscita dipende moltissimo dalla capacità e dall'esperienza del fabbro: è molto difficile ottenere due volte lo stesso risultato con questo metodo in quanto la lunghezza della lavorazione alla forgia, la sua complessità, così come il calore a cui viene riscaldato il pezzo in lavorazione, influenzano il tenore in carbonio dell'acciaio e le caratteristiche meccaniche del pezzo finito.
È un processo molto lento e costoso: per un kg di acciaio sono necessari circa 100 kg di combustibile. Inoltre è impossibile ottenere con questo metodo pezzi molto grandi o di forma complessa.
Questo processo è ancora oggi utilizzato per la produzione artigianale di coltelleria e repliche di armi bianche storiche di alta qualità.
Acciaio al crogiolo (pudellaggio) [modifica]
È stata la prima tecnica per ottenere del vero e proprio acciaio, con appropriato contenuto di carbonio. Nota fin dall'antichità in India, è stata scoperta in Europa solo nel XVIII secolo. Era una tecnica consistente nel mettere in un crogiolo sigillato del minerale di ferro o del ferro battuto, aggiungendo una determinata quantità di carbonio sotto forma di ghisa o carbone di legna. Fondendo il tutto si otteneva acciaio.
Medio Oriente ed Europa (preistoria ed antichità) [modifica]
Le prime prove di uso del ferro vengono dai Sumeri e dagli Egiziani, che già 4000 anni prima di Cristo lo usavano per piccoli oggetti, come punte di lancia e gioielli, ricavati dal ferro recuperato dai meteoriti. Poiché i meteoriti cadono dal cielo, alcuni linguisti hanno ipotizzato che la parola inglese iron (ferro), copiata in molte altre lingue dell'Europa nordoccidentale, derivi dall'etrusco aisar, che significa "gli dei".
Dal 2000 al 3000 avanti Cristo si ritrovano sempre più oggetti di ferro battuto (distinguibili dagli oggetti in ferro meteorico per la mancanza di nichel nella lega) in Mesopotamia, Anatolia ed Egitto. Però il loro uso sembra essere soltanto cerimoniale: il ferro era un metallo costoso, anche più dell'oro. Nell'Iliade la maggior parte delle armi e delle armature sono di bronzo, e i lingotti di ferro sono usati per commerciare.
Alcune fonti ipotizzano che il ferro fu inizialmente ottenuto come sottoprodotto della raffinazione del rame. Benché il suo uso fosse in aumento nel Medio Oriente tra il XVI secolo a.C. ed il XII secolo a.C., ancora non soppiantò il bronzo come materiale principale.
Sempre nel Medio Oriente, nel periodo tra il XII secolo a.C. ed il X secolo a.C. vi fu una rapida transizione verso utensili ed armi in ferro. Sembra che all'origine di questa transizione non vi sia un improvviso miglioramento della tecnologia della lavorazione del ferro, quanto una improvvisa scomparsa delle fonti di approvvigionamento di stagno. Questa transizione, avvenuta in diverse epoche nelle diverse regioni del pianeta, segna l'inizio dello stadio di civilizzazione noto come "età del ferro". In particolare nell'Asia Minore i regni ittiti all'interno dell'Anatolia si trovarono tagliati fuori dal commercio dello stagno: per tale motivo la tribu dei Calibi sviluppò la tecnica di carburazione del ferro con carbonella per sostituire il bronzo. Verso il XIII secolo a.C. si sviluppò nei Balcani una cultura cittadina degli Illiri, che si accaparrò tutto lo stagno proveniente dalle miniere della Boemia, bloccando il rifornimento di questo metallo nel mare Egeo. Questo provocò una grave crisi economica e di conseguenza le invasioni in Egitto dei popoli del mare e la guerra di Troia, ed infine l'avvento dell'età del ferro nel Mediterraneo.
La carbocementazione [modifica]
Contestualmente alla transizione dal bronzo nel Medio Oriente si scoprì anche la carbocementazione, ovvero il processo per arricchire superficialmente di carbonio il ferro dolce (ferro battuto). Un ferro più duro poteva essere ottenuto lasciando dapprima l'oggetto in ferro battuto su un letto di carbone e quindi temprandolo in un bagno di olio o di acqua. Il manufatto risultava avere così una superficie di acciaio, più dura e resistente rispetto al bronzo.
Acciaio a pacchetto [modifica]
Il processo è noto in Europa fin dalla tarda epoca dei Celti (dopo che l'uso dei perfezionati bassoforni greci si era diffuso nell'Europa Occidentale), dei quali sono rimaste alcune spade che mostrano una stratificazione di questo genere (per quanto limitata a poche decine di strati). Alla fine dell'età romana era sicuramente noto ai barbari di stirpe germanica, ed è stato per secoli l'unico modo noto, al di fuori dell'India, per ottenere acciaio di buona qualità.
Anche in Cina il primo ferro usato fu di origine meteorica. Manufatti in ferro battuto compaiono in siti archeologici datati attorno all'VIII secolo a.C. nel nord-ovest, vicino a Xinjiang. Questi pezzi risultano essere fabbricati con le stesse tecniche in uso nel Medio Oriente ed in Europa e si suppone che fossero stati importati nella zona.
La produzione di acciaio, benché presente, soprattutto per la produzione di armi, era limitata.
Negli ultimi anni della dinastia Zhou (attorno all'anno 550 a.C.), nello stato meridionale di Wu si sviluppò un'avanzata tecnologia basata su altoforni in grado di produrre ghisa in grandi quantità.
Il materiale prodotto era la ghisa, che veniva colata come tale in stampi, o decarburata, fino allo stato di ferro dolce per essere lavorata più facilmente. Scaldando minerali di ferro con carbone a 1200-1300°C si forma ghisa liquida, che è una lega di ferro al 96,5% e carbonio al 3,5%. Questa lega è resistente e può essere foggiata in forme intricate, ma è troppo fragile per essere lavorata, a meno che non venga decarburata per rimuovere la maggior parte del carbonio. Dalla dinastia Zhou in poi la produzione cinese fu principalmente di ghisa.
Nello stesso periodo, pressoché contemporaneamente all'Europa o appena più tardi, venne iniziata la produzione di acciaio "a pacchetto" per la costruzione di armi. Armi di ferro, di ghisa e di acciaio omogeneo, variamente combinate, sono state trovate nelle stesse sepolture, segno che l'uso dell'acciaio non aveva raggiunto una chiara prevalenza nemmeno per la produzione bellica, durante la dinastia Han (202 a.C. – 220 d.C.). Il ferro rimase un prodotto poco pregiato, usato dai contadini per secoli e non interessò le classi nobiliari fino alla dinastia Qin, attorno all'anno 220 a.C.
La produzione di acciaio (o, più propriamente, di ghisa) raggiunse livelli ineguagliati in Europa fino al XVIII secolo. Vennero costruiti veri e propri altoforni in grado di produrre diverse tonnellate di metallo al giorno e venne scoperta la tecnica del pudellaggio (vedi acciaio al crogiolo) per decarburare la ghisa in ferro.
India - Acciaio wootz [modifica]
Il primo metodo per produrre acciaio propriamente detto è stato il sistema "Wootz", simile al moderno sistema a crogiolo, usato in India almeno dal 300 dopo Cristo (ma alcuni lo fanno risalire al 200 a.C.); il suo nome è la versione anglicizzata del nome indù dell'acciaio (urukku). Veniva preparato in crogioli chiusi sigillati, che contenevano minerale di ferro, carbone e vetro. I crogioli venivano poi messi alla fiamma e riscaldati: il ferro fondeva, arricchendosi di carbonio, e il vetro assorbiva le impurità man mano che fondeva, galleggiando sulla superficie. Il risultato era un acciaio ad alto tenore di carbonio e di elevata purezza. Questa tecnica si diffuse molto lentamente, arrivando nei paesi confinanti (gli odierni Turkmenistan e Uzbekistan) solo nel 900 d.C. circa. La tecnica indiana mise molto tempo ad arrivare in Europa, dove divenne nota solo a partire dal XVII secolo: ma nessuno qui seppe ripetere la manifattura dell'acciaio wootz per un altro secolo.
Giappone - Spade da samurai (acciaio a pacchetto) [modifica]
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Per approfondire, vedi la voce Katana. |
In Giappone si creò un'intera mistica intorno alla fabbricazione dell'acciaio usato per le spade da samurai, e i costruttori di spade erano gelosi custodi delle loro tecniche segrete, che, attraverso una lunghissima e delicata lavorazione, portavano, pur partendo da metallo ottenuto in bassoforni meno efficienti dei forni contemporaneamente in uso sia in Europa che in Cina, ad ottenere gli acciai migliori del mondo. Nessun altro tipo di acciaio, fino alla metà del XX secolo, poté competere in prestazioni con l'acciaio delle spade da samurai. La tecnica era (ed è ancora) simile a quella utilizzata per l'acciaio a pacchetto, ma con alcune differenze sostanziali: la lama veniva realizzata dividendo la battitura a strati prima su una parte esterna di acciaio più morbido, destinata a divenire il dorso della lama, nella quale in seguito veniva parzialmente inserita una barra di acciaio più duro e resistente, la cui parte sporgente era destinata a divenire il tagliente. La katana assumeva in tal modo, dopo la forgiatura, la tempra e la pulizia, un'affilatura degna della leggenda che ne è seguita, ma anche una certa fragilità, dovuta sia alla durezza del materiale impiegato che all'angolo di affilatura molto acuto. A causa di questi limiti metallurgici la tecnica di combattimento alla katana è più tesa a piazzare il colpo utilizzando una grande velocità di esecuzione piuttosto che a realizzare una scherma di botte e parate che comportano forza bruta.
Medio Oriente - Spade Damasco (acciaio al crogiolo) [modifica]
Poco dopo l'anno mille, la tecnica indiana del Wootz arriva in Medio Oriente, che fino ad allora aveva importato acciaio a pacchetto dall'Europa, dove viene ulteriormente raffinata e dà origine all'acciaio damasco, estremamente resistente e flessibile, con cui furono forgiate le spade che affrontarono i crociati europei. La qualità di quelle armi era tanto alta che l'acciaio Damasco divenne mitico in Europa, e nacquero voci sulle sue proprietà straordinarie: si diceva che una spada fatta di acciaio Damasco potesse tagliare la roccia, e venire arrotolata attorno ad un uomo per poi tornare dritta come prima, e non perdesse mai il filo.
Con ogni probabilità la tecnica del Wootz venne raffinata in modo da far assorbire il carbonio soprattutto ai bordi della spada, mantenendo la sua anima centrale relativamente dolce. In questo modo si otteneva una spada flessibile e che sopportava gli urti senza rompersi, ma al tempo stesso dalla lama molto dura e mantenente un filo tagliente per molto tempo (cosa che in Europa, fino al X secolo, era ottenuta montando a parte i due fili d'acciaio molto duro sulla lama, già ripiegata più volte e lavorata fino alla forma definitiva). Le variazioni nel tenore di carbonio fra il filo e il centro della spada creavano in superficie un bel disegno ondulato, dal cui l'aggettivo damascato.
Purtroppo dopo il 1300 non si hanno più notizie di manufatti creati con questa tecnica e non sono pervenuti documenti o testimonianze sul modo di ottenere l'acciaio Damasco: semplicemente la tecnica originale dell'acciaio Damasco si è perduta. Per un certo periodo si ritenne che l'acciaio Damasco non fosse altro che un tipo di acciaio a pacchetto, che in certe condizioni può esibire delle venature superficiali, ma un confronto con i manufatti in acciaio Damasco superstiti evidenziano differenze sostanziali, sebbene a volte anche l'acciaio Damasco mostri tracce di pacchettatura.
Acciaio a pacchetto [modifica]
In Europa la principale tecnica utilizzata fino al X secolo fu quella dell'acciaio a pacchetto, che consentiva di controllare più agevolmente il tenore di carbonio del metallo rispetto a quanto si poteva fare usando l'acciaio omogeneo che pure veniva prodotto, in quantità limitate, dai bassoforni alto-medioevali. Per secoli l'unico modo di ottenere del buon acciaio in Europa fu quindi quello di usare ferro delle miniere svedesi, particolarmente puro e privo di zolfo e fosforo, "ferro di palude" (limonite), siderite di origine alpina o ematite dell'Isola d'Elba, ed usarlo per confezionare acciaio a pacchetto con ghisa più ricca di carbonio. Era un processo molto lento ed estremamente costoso: per un kg di acciaio sono necessari circa 100 kg di combustibile. Per questo non si potevano creare pezzi molto grandi: al massimo grandi come la lama di una spada. In genere si usava l'acciaio per oggetti piccoli, come punte di freccia, bisturi, coltelli ed altri oggetti di piccole dimensioni.
Per questo motivo durante il basso Medioevo in Europa, all'incirca a partire dal IX secolo, con l'aumentata disponibilità di acciaio omogeneo, che riduceva i tempi di lavorazione, la tecnica dell'acciaio a pacchetto fu progressivamente abbandonata, portando ad un generale scadimento della qualità delle lame europee del periodo. Dal XI secolo al XVI secolo la tecnica cadde completamente in disuso. Venne riscoperta con il Rinascimento, data la maggiore richiesta di lame di qualità superiore e peso inferiore, e in quel periodo molti si convinsero che il mitico acciaio Damasco, di cui i crociati raccontavano meraviglie, non fosse altro che un tipo di acciaio a pacchetto: ma le analisi delle nervature visibili nei due tipi di acciaio ha reso evidente che non è così.
Forgia catalana [modifica]
Attorno al IX secolo si diffuse in Europa, dalla penisola iberica, la cosiddetta "forgia catalana", probabilmente di derivazione araba, capace di produrre cariche di oltre 100 kg per volta di metallo lavorabile (tra ferro, acciaio e ghisa, prodotti contemporaneamente) in luogo dei 15-17 kg ottenibili con le primitive fornaci ad affioramento greco-romane, ancora usate nell'Alto Medioevo. Grazie a questa innovazione, anche la quantità di acciaio lavorabile in una volta sola aumentò; questo, unitamente all'apparizione dei primi, economici, metodi di carbocementazione del ferro (che permettevano di ottenere strumenti di ferro con uno strato superficiale di acciaio) portò alla scomparsa del metodo di lavorazione a pacchetto.
Produzione delle ghisa [modifica]
Lo sviluppo della ghisa (nota fin dall'antichità) iniziò in Europa in relativo ritardo, dato che i forni riuscivano solo saltuariamente a superare i 750°C (temperatura di fusione minima della ghisa).
La ghisa era un sottoprodotto indesiderato della produzione della spugna di ferro in bassoforni particolarmente efficienti. Trovava un limitato utilizzo (assieme al ferro dolce), nella produzione dell'"acciaio a pacchetto".
Nei secoli successivi, un progressivo lavoro di affinamento, compiuto in diverse parti d'Europa, dei metodi di costruzione dei forni, portò alla realizzazione dei primi forni "a torre" (antenati dei moderni altoforni) in varie forme.
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Per approfondire, vedi la voce ghisa. |
Fu inventato da Pavel Petrovich Anosov, dopo anni di studi sulla perduta arte dell'acciaio Damasco di cui Anosov voleva riscoprire il segreto. Alla fine le sue ricerche lo portarono ad un risultato che, anche se non era l'acciaio Damasco, senz'altro permetteva di ottenere un materiale di qualità superiore. In pratica l'acciaio Bulat (dalla parola persiana pulad, acciaio) era un acciaio stratificato, ottenuto raffreddando molto lentamente la massa fusa e dando il tempo al carbonio di concentrarsi in strati diversi: in questo modo il metallo finale consisteva di molti strati di ferrite (acciaio dolce) e cementite (acciaio duro).
La cementite però è instabile a temperature fra 600ºC e 1100ºC e tende a scomporsi in ferrite e carbonio, e quindi la lavorazione a caldo di questo tipo di acciaio era molto delicata, perché poteva perdere le sue caratteristiche. Come l'acciaio al crogiolo, anche il processo Bulat venne soppiantato dal convertitore Bessemer, che produceva acciaio altrettanto buono ma più economico.
Invenzione del carbon coke [modifica]
Fondamentale fu l'introduzione del coke, avvenuta nel '700 in Inghilterra. "Cucinando" il carbone (scaldandolo in assenza di ossigeno) si otteneva carbone "cooked" o coke). Il coke venne utlizzato negli altoforni al posto del carbone di legna, permettendo di incrementare la produzione di ghisa grezza.
Reinvenzione dell'acciaio al crogiolo (pudellaggio) [modifica]
Nel 1740 Benjamin Huntsman, a Sheffield, riscoperse la tecnica dell'acciaio al crogiolo. Dopo anni di esperimenti in segreto, mise a punto una fornace in grado di raggiungere i 1600ºC in cui metteva una dozzina di crogioli di argilla, ciascuno con 15 kg di ferro, che veniva portato lentamente al calor bianco; a questo punto si aggiungevano pezzi di ghisa, i quali, lasciati fondere, aggiungevano al materiale il carbonio necessario; dopo tre ore circa l'acciaio veniva colato in lingotti.
Fu una rivoluzione: nel 1740 Sheffield produceva circa 200 tonnellate di acciaio all'anno; un secolo dopo ne produceva 80 000, la metà di tutta la produzione europea, ed era la più grande città industriale d'Europa.
Questo modo di produrre l'acciaio restò il migliore fino all'arrivo del convertitore Bessemer, che permetteva di ottenere acciaio di pari qualità ad una frazione del costo.
Invenzione del convertitore [modifica]
L'invenzione dei convertitori ad aria, primo fra i quali il celebre convertitore Bessemer, permise di abbandonare il metodo del pudellaggio (acciaio al crogiolo), lungo e dispendioso. I convertitori permisero di ottenere acciaio direttamente dalla ghisa, bruciando con l'aria il carbonio in eccesso, senza alcun dispendio di carburante. Il convertitore Bessemer fu una delle più rivoluzionarie invenzioni della storia, pari forse alla macchina a vapore.
Acciaio inossidabile [modifica]
Nel 1913 viene poi scoperto l'acciaio inossidabile, scoperta che diede vita alla più importante famiglia di acciai attualmente noti.
Convertitori a ossigeno [modifica]
Nel secondo dopoguerra il convertitore Bessemer fu sostituito dai più efficienti convertitori a ossigeno.
Produzione dell'acciaio [modifica]
Estrazione e preparazione dei minerali di ferro [modifica]
L'estrazione dei minerali metalliferi necessari per la produzione del ferro avviene in cave a cielo aperto o sotteranee in siti che presentino una loro concentrazione rilevante. Come per molti metalli si effettua la frantumazione dei minerali estratti ed una successiva macinazione. Questi vengono lavati da polveri ed impurità e categorizzati a seconda della concentrazione dei metalli contenuti mediante separazione magnetica o gravitazionale. Seguono poi la flottazione la vagliatura, calibratura, essiccazione, calcinazione e arrostimento dei minerali. A questo punto i minerali di ferro sono stati ripuliti dalla maggior parte delle impurità e sono pronti per essere fusi negli altiforni.
Produzione della ghisa grezza (altoforno) [modifica]
Affinazione della ghisa grezza per la produzione degli acciai di base e di qualità (convertitori) [modifica]
Uscita dall'altoforno, la ghisa presenta un tasso di carbonio ancora troppo elevato, che la rende particolarmente dura e fragile, di scarso interesse industriale. Viene quindi inserita in appositi Convertitori, dove subisce un getto d'aria continuo, che facilita il legame tra Carbonio e Ossigeno in Anidride Carbonica, che se ne va attraverso fumi, insieme a quelle impurezze che sono rimaste nella ghisa. In tutto il processo, che avviene a temperature prossime ai 1000°C, non c'è bisogno di fornire grandi quantità di calore, perché queste reazioni fortemente esotermiche consentono un'autoalimentazione del processo.
Da questo procedimento si sono sviluppati nel tempo convertitori più sofisticati, come i cosiddetti LD che al posto dell'aria utilizzano ossigeno, aumentado di misura il rendimento del processo
Procedimento al forno elettrico (produzione degli acciai speciali dai rottami) [modifica]
La nascita dei primi forni elettrici risale all'inizio del 1900. Il loro principio di funzionamento è la fusione dei rottami ferrosi, presenti fel forno fusorio, grazie al calore sprigionato dalla trasformazione della corrente elettrica in l'arco voltaico, che scocca tra l'elettrodo ed il rottame sottostante.
Colata dell'acciaio [modifica]
Colata in lingotti [modifica]
Colata continua [modifica]
Ciclo integrale [modifica]
Designazione alfanumerica degli acciai [modifica]
Esistono moltissimi tipi di acciaio, le cui composizioni e denominazioni sono stabilite da apposite norme tecniche: in Europa le Euronorme (EN) emesse dal Comitato Europeo di Normazione (CEN) e in America l'ASTM (America Society Testing Materials), in collaborazione con l'AISI (American Iron and Steel Institute) ed internazionalmente le ISO (International Standard Institute).
Si classificano in due gruppi:
- Primo gruppo: acciaio designati in base al loro impiego e alle loro caratteristiche chimiche o fisiche (acciai di base e di qualità).
- Secondo gruppo: acciai designati in base alla loro composizione chimica (acciai speciali).
Gruppo I (UNI EN 10027-2) [modifica]
Costituiscono il tipo più comune e meno costoso. Comprendono gli acciai di base e di qualità (a volte detti acciai da costruzione di uso generale). Hanno caratteristiche meccaniche inferiori rispetto agli acciai speciali. Sono adatti a resistere a sollecitazioni soprattutto statiche (costruzioni civili).
Attualmente, sono di solito posti in opera mediante saldatura, da cui la necessità di un'adeguata saldabilità. Sono generalemente impiegati allo stato grezzo di laminazione (non hanno quindi bisogno di essere sottoposti a trattamento termico). Eccezionalmente possono essere normalizzati.
A temperature molto basse possono perdere resilienza, diventando fragili (fenomeno della transizione duttile fragile).
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