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 a identificare un mondo che è rappresentato però da moltissime tipologie. Andiamo a scoprirle.
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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:- Al carbonio o comuni;
- Bassolegati;
- Legati o Speciali.
- Ferro Dolce: contenuto in carbonio molto basso, inferiore al 0,1%. In questa tipologia possiamo annoverare il ferro puro ARMCO e il Telar 57 ARMCO
Utilizzi dell’acciaio
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.
Influenza del carbonio sugli acciai
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 (>>> scopri qui L’incidenza dell’Acciaio nel Cemento armato)
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.
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:
- a struttura martensitica;
- a struttura ferritica;
- 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.
Puoi approfondire il mondo dell’acciaio con le seguenti guide:
