L’acciao è uno dei materiali più utilizzat nel settore dell’edilizia sia per
realizzare le barre per i getti di calcestruzzo armato sia per tutta una serie
di realizzazioni di semilavorati come profilati, lamiere, tubi, grigliati,
profili per serramenti, etc. Vediamo quindi quali sono i trattamenti termici e
la lavorazione dell’acciaio.
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| (foto di jarmoluk – Fonte: pixabay.com) |
Designazione convenzionale degli acciai
La tecnica siderurgica è ormai in grado di produrre un numero
straordinariamente grande di tipi di acciaio, adatti per ogni specifica
lavorazione e diversi tra loro per gli elementi che compongono la lega e per
i processi di lavorazione e di trattamento subiti. E’ importante quindi
disporre di criteri di classificazione per individuare con precisione ogni tipo
di acciaio che si trova in commercio.
Attualmente la designazione convenzionale degli acciai è descritta nella norma
UNI EU 27 del 1977 e individua i diversi tipi di acciai (vedi tabella
qui sotto) mediante l’utilizzo di simboli letterali e numerici, che esprimono
le loro caratteristiche fisiche, chimiche e tecnologiche.
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Suddivisione in gruppi |
Indicazioni di base |
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Gruppo I |
Acciai designati partendo dalle loro caratteristiche meccaniche |
-Simbolo iniziale Fe per gli acciai fucinati, laminati, trafilati o -Caratteristica principale. -Gradi di insensibilità alla frattura fragile. -Eventuali elementi chimici la cui presenza intenzionale caratterizza |
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Acciai designati partendo dall’impiego |
-Simbolo iniziale Fe. -Lettera indicante l’impiego, seguita da un numero di due o più |
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Gruppo II |
Acciai designati partendo dalla loro composizione chimica |
-Simbolo iniziale del grado qualitativo. -Lettera G per gli acciai per getti. -Tenore di carbonio in % (moltiplicato per cento). -Elementi chimici la cui presenza intenzionale caratterizza l’acciaio. -Tenore dei principali elementi chimici di lega (in % moltiplicato per |
Schema dei principali criteri di designazione convenzionale degli acciai
(secondo UNI EN 27).
Lavorazione acciaio
Tutti i prodotti di acciaio vengono ricavati da brame o da billette per mezzo
di lavorazioni diverse, a seconda del prodotto desiderato.
Le lavorazioni più comuni sono la laminazione, la trafilatura. l’estrusione,
lo stampaggio, la piegatura e la fucinatura.
Laminazione
E’ uno dei procedimenti maggiormente impiegati per produrre elementi destinati
all’edilizia. Consiste nel far passare il materiale grezzo attraverso una
serie di coppie di cilindri, posti a distanze sempre più ravvicinate e rotanti
in senso opposto (laminatoio), che ne determinano la riduzione di spessore e
il conseguente aumento della lunghezza e della larghezza. La laminazione può
avvenire a caldo o a freddo.
Trafilatura
Questa lavorazione viene di solito eseguita a freddo e consiste nel far
passare il materiale, in forma di barre di diverse sezioni, attraverso una
trafila, o filiera, costituita da una serie di fori svasati di dimensioni man
mano decrescenti, in modo da diminuirne o modificarne la sezione fino a quella
desiderata.
Estrusione
E’ un sistema utilizzato raramente, simile a quello della trafilatura, ma
applicato comprimendo il materiale riscaldato a 1100°C fino a farlo uscire da
una filiera.
Stampaggio
Si basa sull’impiego di appositi stampi, tra i quali viene introdotto il
prodotto in lavorazione (un laminato, una lamiera, etc.) per conferirgli la
forma voluta mediante l’azione di una pressa.
Piegatura
Si basa sull’impiego di punzoni e matrici di varia foggia, che consentono di
piegare a spigolo i prodotti in acciaio: è una lavorazione particolarmente
usata per le lamiere.
Fucinatura
E’ un procedimento più antico, praticato per millenni battendo con un
maglio il metallo rovente sopra l’incudine; oggi per fare questa lavorazione
si impiegano magli idraulici, a vapore o elettrici. La fucinatura può avvenire
sia a freddo che a caldo.
Trattamenti termici acciaio
Una peculiarità dell’acciaio è quella di modificare le proprie caratteristiche
fisiche e meccaniche quando si agisce sulla sua microstruttura cristallina con
trattamenti termici, meccanici e fisico-chimici, che permettono di ottenere
prodotti idonei ai più svariati impieghi.
Fra questi i trattamenti termici sono quelli più comuni, e sono:
Tempra: consiste nel riscaldamento dell’acciaio a 900°C e nel repentino
raffreddamento per immersione in acqua o olio. In tal modo si trasforma la
struttura originaria in una struttura cristallina molto fine che aumenta la
durezza, la resilienza e la resistenza meccanica del materiale, rendendolo
però più fragile. Il materiale si comporta come se avesse una percentuale
maggiore di carbonio.
Ricottura: consiste nel riscaldare il materiale alla temperatura di 900
°C per l’acciaio e di 500°C per la ghisa, nel mantenerlo a tale temperatura
finché tutta la massa abbia raggiunto lo stesso equilibrio termico-strutturale
e nel rilasciarlo poi raffreddare molto lentamente fino alla temperatura alla
quale la trasformazione termica cessa. Si ottiene così un materiale più
omogeneo e più facilmente deformabile che si presta a ulteriori tipi di
lavorazione.
Rinvenimento: consiste nel riscaldare l’oggetto temprato a una
temperatura di circa 600°C per l’acciaio e di 350 °C per la ghisa e nel
lasciarlo poi raffreddare lentamente. Ciò consente di diminuire la fragilità
dell’oggetto temprato eliminando le tensioni interne.
Bonifica: consiste nell’insieme dei due trattamenti successivi di
tempra e rinvenimento per ottenere acciai molto resistenti e nello stesso
tempo ben lavorabili.
