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.

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

Indice

  1. Premessa
  2. Utilizzi dell'acciaio
  3. Influenza del carbonio sugli acciai
  4. Acciai al carbonio
  5. Acciai Bassolegati
  6. Acciai Legati e Acciai Inossidabili

 

Premessa

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 prodotti 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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barre acciaio-cemento armato
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

Acciai 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.

 

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
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.

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