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10 Proprietà meccaniche e fisiche dell'acciaio
il proprietà meccaniche e fisiche dell'acciaio possono variare enormemente a seconda della loro composizione e percentuale di impurità (come il fosforo o lo zolfo).
Pertanto, quando si desidera ottenere migliorate proprietà meccaniche e fisiche rispetto ad altri, 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 a quello trovato nel ferro e un numero inferiore di impurità rispetto a quello riscontrato 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 molto 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 uno sforzo. Gli acciai che sono in lega con piccole percentuali di carbonio, sono più di plastica.
2- Fragilità
La fragilità è la facilità con cui l'acciaio può essere rotto quando sottoposto a uno sforzo. Quando l'acciaio è legato, con un'alta percentuale di carbonio, tende ad essere più fragile.
3- Malleability
La malleabilità è la struttura che ha l'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 si oppone a un metallo agli agenti abrasivi. Maggiore è il carbonio aggiunto a una lega d'acciaio, più difficile sarà (Kailas, s.f.)
5- Tenacia
Tenacia è il concetto che denota la capacità dell'acciaio di resistere all'applicazione di una forza esterna senza rompersi.
Nel caso di acciaio con una media concentrazione di carbonio, la tenacia tende ad essere maggiore (Capitolo 6. proprietà meccaniche dei metalli, 2004).
Principali proprietà fisiche dell'acciaio
1- Corpo
Includono le proprietà relative al peso dell'acciaio, il suo volume, massa e densità.
2- Termico
Si riferisce a tre aspetti fondamentali della temperatura capacità di guida di acciaio (guida), il potenziale di trasferimento di calore (convezione), e la sua capacità di emanare nei raggi infrarossi medi (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 di emettere luminosità. Nella misura in cui l'acciaio inossidabile è legato con una percentuale più elevata di alluminio, avranno proprietà ottiche migliori.
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 calamita (Sandhyarani, 2016).
Tipi di acciaio
Diversi tipi di acciaio sono prodotti in base alla loro applicazione, quindi le proprietà meccaniche e fisiche di questi tipi di acciaio devono essere diverse.
Così, essi hanno realizzato diverse scale di valutazione acciaio secondo le loro proprietà (elasticità, densità, punto di fusione, conducibilità termica, resistenza, durezza, ecc.)
Per fabbricare diversi tipi di acciaio, i produttori utilizzano diverse concentrazioni di altri metalli per produrre leghe.
Anche il processo di produzione e il modo in cui viene lavorato l'acciaio esercitano un'influenza significativa sul prodotto finale ottenuto.
Secondo l'American Institute of Iron and Steel (AISI per il suo acronimo in inglese), in acciaio possono essere classificati in quattro gruppi principali in base alla loro 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 diverse. In generale, maggiore è la percentuale di carbone, più tenace e rigido sarà l'acciaio.
L'acciaio con una bassa percentuale di carbone è noto sul mercato come ferro battuto. Questo tipo di acciaio è facile da maneggiare in quanto è altamente plastico.
Per questo motivo, è ampiamente utilizzato per produrre griglie, applicazioni decorative o lampioni.
L'acciaio con un tenore di carbonio medio 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 con un alto contenuto di carbonio viene utilizzato per realizzare cavi. Quando la percentuale di carbone è maggiore di quella del ferro, parliamo di ferro fuso, che viene usato per fabbricare vasi e altri tipi di articoli.
Sebbene questo ultimo tipo di acciaio sia piuttosto duro, è anche molto fragile (Materiali, 2014).
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 cambiare le proprietà dell'acciaio.
Ad esempio, l'acciaio realizzato con ferro, cromo e nichel risulta in acciaio inossidabile. Quando l'alluminio viene aggiunto a questa lega, il risultato è più malleabile e uniforme nell'aspetto.
Quando vengono aggiunte leghe di manganese, possono raggiungere una resistenza e una durezza eccezionali.
Proprietà dell'acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile contiene tra il 10 e il 20% di cromo, un fattore che gli consente di essere altamente resistente alla corrosione e all'ossidazione.
Quando l'acciaio contiene 11% di cromo, è circa 200 volte più resistente alla corrosione rispetto all'acciaio che non contiene cromo. Ci sono tre gruppi di acciaio inossidabile:
Acciaio austenitico: è quello che ha una più ampia concentrazione di cromo e una piccola percentuale di nichel e carbonio.
È comunemente usato per la lavorazione degli alimenti e tubi. È facile da riconoscere, perché non è magnetico.
Acciaio ferritico: è il tipo di acciaio che contiene circa il 15% di cromo, ma solo poche tracce di carbone e altri metalli come il molibdeno, l'alluminio o il titanio.
Questo tipo di acciaio è magnetico, molto duro e resistente. Può essere indurito quando si lavora a freddo.
Acciaio martensitico: è uno che contiene quantità moderate di cromo, nichel e carbonio. È altamente magnetico e trattabile alle 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 resistente, resistente alla temperatura e con una durezza piuttosto elevata.
Contiene tungsteno, molibdeno, cobalto e vanadio. È quello utilizzato per realizzare punte da trapano (Bell, 2017).
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 da Proprietà meccaniche dei metalli: virginia.edu.
- Guru, W. (2017). Weld Guru Estratto dalla Guida alle proprietà meccaniche dei metalli: weldguru.com.
- Kailas, S. V. (s.f.). 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.
- Materiali, A. (2 dicembre 2014). Estratto da PROPRIETÀ MECCANICHE E FISICHE: worldstainless.org.
- Sandhyarani, N. (4 agosto 2016). Estratto da Proprietà fisiche dell'acciaio: buzzle.com.