MATERIALI
FERROSI
Caratteristiche
e Designazione
Giuseppe Boncoddo
1
Minerale di
ferro
proveniente
da un
meteorite
2
Grafite
3
Diamante
allo stato
allotropico
4
LA GHISA
5
PRODOTTO
SIDERURGICO IN
ALTOFORNO
COSTITUITO DA UNA
LEGA DI FERRO E DI
CARBONIO
(QUEST'ULTIMO VARIA
DAL 2% AL 4,5%).
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ALTOFORNO
Costituito da due parti
tronco - coniche, unite per le basi
maggiori, ha un’altezza che va da
30 a 70 metri e un diametro di
5 ÷ 9 metri.
All’interno è rivestito in materiale
refrattario, mentre all’esterno è
rivestito in lamiere di acciaio.
7
8
LE FASI DI FORMAZIONE
DELLA GHISA
Essiccamento;
Riduzione;
Carburazione;
Fusione;
Combustione.
9
ESSICCAMENTO:
avviene nella bocca.
Il materiale perde tutta
l’acqua alla temperatura
di 200 ÷ 400°C;
10
RIDUZIONE:
nella parte superiore del
tino.
Riduzione degli ossidi di
ferro da parte dell’ossido
di carbonio alla
temperatura di
400 ÷ 700°C;
11
CARBURAZIONE:
nella parte inferiore del
tino.
Il ferro si combina col
carbonio e abbassa il suo
punto di fusione ad una
temperatura di
700 ÷ 1300°C.
12
FUSIONE
La carburazione si
completa e il ferro si
trasforma in ghisa, che,
dal crogiolo finisce negli
stampi.
13
COMBUSTIONE:
L’aria calda, attraverso
gli ugelli investe il coke ad
una temperatura di
1300÷1900°C;
il combustibile brucia e il
metallo fonde.
14
VARI TIPI DI GHISE
ghise grigie (resistenti all'usura,
buona lavorabilità alle macchine
utensili, buone per tubi,
basamenti di macchine utensili,
blocchi motore, ecc...), simbolo G
seguito dal carico di rottura a
trazione.
Es. G20
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ghise malleabili ( resistenti
alla fatica, buone per
supporti, mozzi, tamburi,
ecc...), simbolo GMB50 o
GMN50 a seconda se bianca
o nera;
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ghise sferoidali (resistenti
all'urto, dure e di buona
lavorabilità. Numerosi gli
impieghi. Simbolo GS500-7,
dove 7 è l'allungamento
percentuale);
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ghise speciali (resistenti
alla corrosione e al calore
si ottengono addizionando
silicio 4÷17%, cromo
12÷35%, o nichel 4÷32%).
Simbolo L-SiCr 20-2.
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GLI ACCIAI
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leghe ferro carbonio con
percentuali di carbonio
inferiori al 2%.
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Si ottengono raffinando la
ghisa liquida mediante:
decarburazione;
depurazione;
correzione
delle percentuali di
manganese e di silicio
21
IL PROCESSO DI PRODUZIONE
AVVIENE IN SPECIALI
IMPIANTI SIDERURGICI:
Convertitori Bessemer;
 LD;
 Martin-Siemens.

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Convertitore
BESSEMER
Recipiente di acciaio rivestito internamente di
materiale refrattario Ruota attorno a due
perni, uno pieno per il moto e l’altro cavo per
per l’aria calda e compressa.
L’aria ossida i vari componenti, mentre il
convertitore , in posizione orizzontale si
raddrizza.
La durata del processo è di circa 14 ÷ 20
minuti.
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Forno MARTIN SIEMENS
L’acciaio si ricava da rottami di ferro (70
÷ 80%) e da minerali di ferro.
Nel forno, a 1700°C, l’aria reagisce col
Carbonio e l’Ossigeno, formando Ossido
di carbonio che si libera dal bagno
metallico.
Le scorie che si formano vengono
eliminate dall’affinazione.
24
Convertitore LD
Derivato dal convertitore Bessemer e
dalle iniziali delle città di ideazione Linz
e Donawtz all’aria sostituisce ossigeno
puro a 9 ÷ 10 atm. soffiato mediante una
lancia raffreddata ad acqua. Più grande
del Bessemer è rivestito di magnesio e
dolomite*.
L’acciaio prodotto ha caratteristiche
migliori.
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26
Forno elettrico
Il più usato è il forno ad arco detto
di Héroult, suo ideatore. È costituito
da un tino cilindrico. Sulla volta
mobile passano tre elettrodi. Viene
riempito con rottami di ferro e ghisa
solida fredda. A volta chiusa gli
archi scoccano e il calore fonde la
carica.
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CARATTERISTICHE
PRINCIPALI
28
alta resistenza alla
trazione
e alla
compressione;
29
facile lavorabilità (si
prestano per essere
fucinati, stampati,
trafilati, saldati*, lavorati
alle macchine utensili,
ecc...);
30
fluidità allo stato fuso, ma
le temperature di fusione
rispetto alla ghisa
(1100°C) sono più alte
(1250°C);
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saldabilità
con ogni tecnica;
più alto costo rispetto
alla ghisa.
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DESIGNAZIONE E
CLASSIFICAZIONE
DEGLI ACCIAI
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- I° gruppo
(secondo le caratteristiche
fisiche).
Simbolo Fe o FeG per
acciai per getti, es. Fe 410;
34
- II°gruppo
(secondo la composizione
chimica). Simbolo C o GC
per acciai per getti o X per
acciai legati, es. CG 20 o
X 200 Ni 13 ;
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Secondo il loro impiego
sono suddivisi in:
acciai
d'uso generale (acciai
ordinari e debolmente legati);
.
acciai speciali
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Gli ultimi si suddividono in:
acciai da costruzione
(trattati termicamente);
37
acciai da utensili
(elevata durezza,
resistenza all'usura,
indeformabilità, ecc...);
38
acciai inossidabili
(resistenza alla
corrosione e al calore);
39
acciai per usi particolari
(impiegati alle basse
temperature, con
particolari proprietà
magnetiche).
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