Tipi di acciaio: quanti sono e quali utilizzi hanno

L'acciaio è un materiale molto comune in edilizia e viene utilizzato non solo per realizzare l'armatura metallica del calcestruzzo armato o i solai in lamiera grecata, ma anche per moltissimi altri utilizzi. Col termine acciaio si va ad identificare un mondo che è rappresentato però da moltissime tipologie. Andiamo a scoprirle.

Ponte in acciaio (foto di Free-Photos - Fonte: pixabay.com)

1. Quali sono i tipi di acciaio
2. Utilizzi dell'acciaio
3. Influenza del carbonio sugli acciai
4. Acciai al carbonio
5. Acciai Bassolegati
• Acciaio EX-TEN
• Acciaio COR-TEN
  
6. Acciai Legati e Acciai Inossidabili
   

 

Quali sono i tipi di acciaio

I materiali ferrosi in genere sono costituiti di leghe composte quasi esclusivamente da ferro e carbonio nelle quali il ferro svolge il ruolo di metallo principale. Nei casi degli acciai bassolegati ad esempio, il contenuto di carbonio è assai ridotto. 

A seconda degli elementi componenti la lega, le caratteristiche dei materiali variano notevolmente e i diversi tipi di acciaio vengono distinti in:

• Ghise: con contenuto in carbonio elevato che varia tra il 2,06% al 4%;
  
• Acciai: hanno un contenuto in carbonio inferiore al 2,06%. Essi a loro volta si suddividono in:
• Acciai al carbonio o comuni;
• Acciai Bassolegati;
• Acciai Legati o Speciali.
  
• Ferro Dolce: contenuto in carbonio molto basso, inferiore al 0,1%.

Utilizzi dell'acciaio

E' noto a tutti che l'acciaio è un materiale comunemente impiegato in edilizia. Oltre alle barre d'acciaio per il calcestruzzo armato, esistono numerosi semilavorati raggruppabili sinteticamente nelle seguenti categorie:

• profilati laminati a caldo;
• lamiere;
• lamiere grecate;
• profilati formati a freddo;
• tubi per condotte;
• profili per serramenti;
• grigliati;
• lamiere stirate;
• lamierino portaintonaco;
• etc. 

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Tondini in acciaio per l'armatura del calcestruzzo armato
(foto di Hans - Fonte: pixabay.com)

Influenza del carbonio sugli acciai

Come abbiamo visto la quantità di carbonio presente nella lega è il fattore che determina le caratteristiche meccaniche del materiale ferroso: quanto maggiore è la percentuale di carbonio tanto più il materile è duro e resistente ma, nello stesso tempo, difficilmente saldabile, a comportamento fragile, poco duttile e poco malleabile.

Gli acciai al carbonio vengono generalmente utilizzati allo stato grezzo di laminazione, senza cioè essere sottoposto a trattamenti termici. Vediamo nella tabella sottostante le caratteristiche meccaniche e gli impieghi comuni degli acciai al variare del tenore di carbonio.

	Tipo di Acciaio
	Extradolce	Dolce	Semiduro	Duro	Extraduro
Tenore di Carbonio (%)	0,10 – 0,15	0,15 – 0,30	0,30 – 0,45	0,45 – 0,65	0,65 – 0,80
Durezza Brinell (Kg/mm2)	130 - 170	170 – 190	190 - 250	250 - 270	270 - 330
Allungamento (%)	36 - 22	22 - 15	15 - 10	10 - 7	7 - 3
Carico di Rottura a trazione (kg/mm2)	34 - 42	42 - 55	55 - 70	70 - 80	80 - 120
Impieghi più comuni	Lamiere Tubi Fili Viti Bulloni Catene	Profilati Barre per C.A. Lamiere Tubi Rotaie	Barre per C.A. Rotaie	Fili per cavi Molle Scalpelli Seghe	Barre e fili per C.A.P. Utensili vari

I tipi di acciaio al Carbonio

La maggior parte dei materiali ferrosi impiegati in edilizia è realizzata con i sociddetti acciai al carbonio, o acciai comuni, costituiti da leghe di ferro con diversa percentuale (o tenore) di carbonio, che contengono anche modeste quantità di altri elementi, la cui presenza modifica le caratteristiche del materiale.

A seconda delle lavorazioni subite, gli acciaio al carbonio possono essere:

• effervescenti: quelli che non hanno subito processi di disossidazione;
  
• calmati e semicalmati: hanno ricevuto diversi gradi di disossidazione.

Inoltre, gli acciai al carbonio possono essere distinti in due categorie principali in base ai loro impieghi:

• acciai da costruzione o da carpenteria: utilizzati in forma di profili, barre, lamiere, etc. per realizzare strutture metalliche costituite da elementi saldati, bullonati o chiodati;
  
• acciai per calcestruzzo armato: sono costituiti da barre, fili, etc. impiegate per l'armatura dei getti.

 

Gli Acciai Bassolegati

Negli acciai bassolegati la lega ferro-carbonio viene arricchita di altri elementi, in percentuale non superiore al 5%. Il carbonio è presente con tenori in genere contenuti entro lo 0,2%. Appartengono a questa categoria due tipi di acciaio, idonei a realizzare elementi per strutture edilizie dotati di particolari proprietà.

Acciaio EX-TEN

E' caratterizzato da un elevato limite di snervamento che lo rende adatto a realizzare strutture leggere anche in presenza di forti carichi. Il rapporto tra tensione di snervamento e tensione di rottura raggiunge, il valore di circa 0,7.

Acciaio COR-TEN

E' un tipo di acciaio che abbina un elevato limite di snervamento a trazione e un buon grado di saldabilità a un'ottima resistenza alla corrosione, superiore di 5-6 volte rispetto a quella dei comuni acciai al carbonio. Infatti la sua superficie esposta agli agenti atmosferici si autoprotegge formando un velo di ossido (patina) compatto e molto aderente, che impedisce il prorogarsi in profondità della corrosione e permette di risparmiare il trattamento di protezione tramite verniciatura.

Per saperne di più leggi il nostro articolo: Acciaio Corten: Caratteristiche e vantaggi

Acciaio Corten (foto di Couleur - Fonte: pixabay.com)

Acciai Legati e Acciai Inossidabili

Gli acciai legati o speciali sono quelli caratterizzati da percentuali di elementi di lega superiori al 5%; ad essi appartengono i notissimi acciai inossidabili o acciaio inox.

Gli acciai inossidabili, si dividono in:

• acciai a struttura martensitica;
• acciai a struttura ferritica;
• acciai a struttura austenitica.
  

Gli acciai inossidabili sono leghe a elevato contenuto di Cromo (ma inferiore al 12%) che, ossidandosi a contatto con l'atmosfera, forma una patina superficiale molto resistente. Poichè il cromo rende il materiale più resistente alla corrosione, ma anche più duro e fragile, esso viene assocciato con una certa percentuale di Nichel. L'acciao inossidabile considerati "metalli nobili" per quanto riguarda la resistenza alla corrosione, rispetto alla quale soltanto l'argento e l'oro e il platino hanno un comportamento migliore.