Elementi di lega dell'Acciaio

In questo capitolo vediamo brevemente quali sono gli effetti degli elementi di lega negli acciai. Infatti le caratteristiche fisico-meccaniche di una lega di acciaio possono essere modificate aggiungendo elementi alliganti secondari, oltre al carbonio, tali da conferirgli proprietà specifiche ed adeguate ad usi particolari.

C - Carbonio -(na: 6) (pa: 12,00107)

È l'elemento principale nella strutturazione delle lege di acciaio. Aumenta fortemente la durezza in tutti gli stati di trattamento e sopprattuto nelle leghe sottoposte a tempra. Nella forma di cementite secondaria, negli acciai ipereutettoidici ne determina pure la fragilità.

Al - Alluminio -(na: 13) (pa: 26,981538)

Ha un energico effetto disossidante. Forma con l’azoto dei nitruri durissimi. Combinato con Molibdeno e Cromo da notevole durezza superficiale. Conferisce resistenza all’ossidazione a caldo. Peggiora la saldabilità.

B - Boro -(na: 5) (pa: 10,811)

In picolissime percentuali aumenta l'attitudine ai trattamenti termici.

Cr - Cromo -(na: 24) (pa: 51,9961)

È uno degli elementi più usato negli acciai da cementazione e da bonifica, normalmente accompagnato da nichel e molibdeno. Aumenta fortemente la temprabilità perchè riduce fortemente la velocità critica di raffreddamento. Aumenta la resistenza all'usura. Aumenta la stabilità al rinvenimento. Riduce la fragilità a freddo. Con percentuali maggiori del 12% percento è utilizzato negli acciai inossidabili ferritici e martensitici per migliorare la resistenza alla corrosione.

Cu - Rame -(na: 29) (pa: 63,546)

Migliora la resistenza alla corrosione atmosferica. Può provocare cedimenti strutturali a seguito di lavorazioni a caldo.

Mn - Manganese -(na: 25) (pa: 54,938049)

È presente in piccoli tenori in tutti i tipi di acciaio. Riduce la fragilità a caldo provocata dai solfuri di altri elementi. Riduce la velocita di raffreddamento aumentando la temprabilità dell'acciaio. Aumenta la resistenza meccanica. In elevate percentuali aumenta la resistenza all'usura, ma rende l'acciaio molto suscettibile alla fragilità di rinvenimento.

Mo - Molibdeno -(na: 42) (pa: 95,94)

È uno degli elementi più frequentemente usati nel trattamento degli acciai, spesso combinato con nichel e cromo. Influisce notevolmente sull'aumento della temprabilità, sulla stabilità al rinvenimento e sulla diminuzione della sensibilità al surriscaldo. Aumenta la durezza, la tenacità e la resistenza all'usura. Aumenta notevolmente la resistenza meccanica a caldo. Riduce fortemente la fragilità di rinvenimento negli acciai che ne sono suscettibili.

N - Azoto -(na: 7) (pa: 14,00674)

Utilizzato sopratutto negli acciai inossidabili per aumentare la resistenza meccanica e stabilizzare lo stato di austenite.

Ni - Nichel -(na: 28) (pa: 95,6934)

Anche il Nichel è largamente usato nel trattamento degli acciai. Combinato con cromo e molibdeno aumenta l'attitudine al trattamento termico. Anche alle basse temperature migliora il complesso resistenza-tenacia. Provoca l'abbassamento dei punti critici, riduce la velocità critica di raffreddamento aumentando la temprabilità. Aumenta la durezza e la resistenza meccanica. Riduce la sensibilità al surriscaldo.

Pb - Piombo -(na: 82) (pa: 107,2)

Facilita la lavorazione alle macchine utensili.

Si - Silicio -(na: 14) (pa: 28,0855)

Come il manganese è presente in tutti i tipi di acciaio. Aumenta ladurezza, la resistenza, la temprabilità, la stabilità al rinvenimento e la resistenza all'usura. Aumenta il limite di elasticità, pertanto viene utilizzato in acciai per molle e lamierini magnetici. Gli acciai al silicio hanno una tendenza alla fragilità, alla fibrosità e all'ingrossamento dei grani.

Ti - Titanio -(na: 22) (pa: 47,887)

Aumenta la resistenza alla corrosione negli acciai inox. Riduce la dimensione del grano. Inibisce la fragilità delle strutture saldate in acciaio inox.

V - Vanadio -(na: 23) (pa: 50,9415)

Ha una fortissima tendenza alla formazione dei carburi, pertanto aumenta la durezza anche a caldo, la stabilità al rinvenimento e riduce la sensibilità al surriscaldo. Normalmente non viene usato nell'acciaio da costruzione.

W - Tungsteno -(na: 74) (pa: 183,84)

Conferisce durezza e resistenza all'usura. Viene utilizzato negli acciai rapidi e acciai per lavorazioni a caldo.

Epilogo

Riepiloghiamo in fine gli effetti degli elementi leganti facendo esplicito riferimento alle variazioni delle caratteristiche dell'acciaio: L'effetto esercitato da un singolo alligante non è necessariamente cumulabile all'applicazione contemporanea di più elementi. L'effetto risultante dipende infatti dalle interazioni reciproche tra i vari elementi.
Nel capitolo precedente abbiamo trattato le caratteristiche principali delle leghe di acciaio:

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