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.
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Ponte in acciaio (foto di Free-Photos – Fonte: pixabay.com) |
- Quali sono i tipi di acciaio
- Utilizzi dell’acciaio
- Influenza del carbonio sugli acciai
- Acciai al carbonio
- Acciai Bassolegati
- 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
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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.