Appunti Metallurgia

GJLDesignazione + valore di snervamento (100-150-200)

Proprietà delle ghise grigie:

• Buona colabilità e scarso ritiro
• Ottima resistenza a compressione
• Ottima lavorabilità
• Buona conducibilità termica
• Ottima capacità di smorzamento delle vibrazioni
• Buona resistenza all'usura e basso attrito
• Poco costose

Come rendere la ghisa sferoidale sferoidizzazione:

1. Desolforazione: ridurre lo zolfo (S < 0,03%) per il suo elevato potere anti grafitizzante
2. Sferoidizzazione: aggiunta di magnesio e cerio con funzione sferoidizzante.
3. Inoculazione: il magnesio da solo è un efficace stabilizzatore dei carburi e potrebbe favorire la formazione di ghisa bianca. Per questo è necessario inoculare la ghisa con leghe Fe-Si. Se aggiungo troppo cesio o magnesio potrei formare grossi globuli di grafite che diminuirebbero la resistenza meccanica.

Con l'aggiunta di cesio e magnesio ottengo delle

proprietà meccaniche pari a quelle degli acciai da bonifica.

La ghisa sferoidale ha saturato il mercato delle ghise di alta qualità. La tipica struttura è a occhio di bue → Tanto più la sezione del pezzo è piccola più piccoli sono i noduli di grafite migliori proprietà meccaniche a favore della complessità del pezzo.

In base all'aggiunti di elementi in lega posso rendere la ghisa competitiva con gli acciai. Gli effetti degli elementi in lega sono:

• Promotori di ferrite: Si, Al
• Promotori di perlite: Cu, Sn, Mn, Cr, Ni, Sb
• Affinatori della perlite: Cu, Ni, Mo, V
• Effetti sinergici tra i vari elementi → Aspetti economici dove ho necessità di abbassare i costi di produzione in serie posso utilizzare la ghisa se gli elementi strutturali non sono soggetti a trazione (in quanto lavorano meglio a compressione). Nel caso in cui voglio usare ghisa al posto degli acciai allora devo usare ghise sferoidali

staccarsi come se fossero dei fogli. Esiste anche una corrosione detta vaiolatura che tipicamente compete condizioni in ambiente acido, questa avviene in modo meno violento e può comportare scollamento del cordone di saldatura.

La classificazione è data in base agli enti che certificano la qualità dell'acciaio. Ogni ente dà valori indicativi che devono essere garantite dai vari tipi di acciai. Vengono valutate anche le temperature a cui lavorano gli acciai, in modo da valutare le transizioni duttili fragili. Per ogni acciaio e variazione di temperatura vengono garantite le caratteristiche.

Gli acciai principali sono:

• Acciai a resistenza media per offshore: spessore 5-150 mm, lunghezza 2-15 m e larghezza 1.90-3.30 m
• Acciai alto-resistenziali (400-500 Mpa) per prodotti piani di grosse dimensioni: spessore 8-65 mm, lunghezza 2-15 m, larghezza 1.90-3.30 m
• Acciai per alte pressioni (usati nei compressori delle navi): spessore 5-100 mm, larghezza

1.90-3.30 m elunghezza 2-15 m

Acciai per il settore automobilistico

Il settore dell'auto è caratterizzato da processi di realizzazione particolari come lo stampaggio a caldo delle lamiere o soluzioni che sono brevettate dalle singole case automobilistiche.

I principali acciai sono di due macro-tipi:

• Acciai al carbonio con aggiunta di piccoli elementi in lega
• Acciai legati ma con aspetti tecnologici molto complessi

Vengono identificati mediante una sigla e seguiti da una serie di numeri che identificano i valori di snervamento minimo, sono due valori in quanto in base al processo tecnologico di realizzazione possono avere uno o l'altro valore minimo di snervamento. →Principali acciai AHSS per l automotive hanno tutti un valore minimo di resistenza a snervamento di 550 Mpa.

I valori più bassi come il BH 280/400 sono usati per i cofani e i tettucci che possono avere resistenza leggermente inferiori. In alcuni casi vengono raggiunti i 1500 Mpa di

resistenza.Tipici processi produttivi per i componenti auto (acciaio eutettoidico)

• Raffreddamento 4 induco produzione di perlite fine per poiraffreddarlo quando sono sicuro di avere solo perlite, in questomodo ottengo un acciaio dual face (ferrite-cementite).
• Raffreddamento 3 entra nel campo bainitico e quando arrivo al 50%bainite viene raffreddato, ho quindi una struttura mista con 2 fasimartensite-bainite. In questo modo vengono fatte le barre dirinforzo.
• Raffreddamento 2 non entra mai nelle curve di trasformazione eavrà solo martensite. Viene poi mantenuto a temperatura in mododa uniformare tutto il pezzo e avere martensite anche a cuore. Inquesto modo vengono fatti tutti i pezzi di lamiera più grandi e quellistampati a caldo che hanno bisogno di un comportamento piùduttile.
• Raffreddamento 1 ottiene una struttura mista martensite eaustenite. Successivamente mediamente processo di rinvenimento indurrà la austenite residua a

trasformarsi inferrite da rinvenimento

In generale quasi tutti i processi di saldatura sono fatti mediante robot con tecnologia laser

Mild Steel

• Caratteristiche: acciai a basso tenore di C; struttura ferritica;
• Proprietà meccaniche e tecnologiche: ottima-eccellente formabilità; bassa resistenza meccanica a rottura
• Tipici impieghi: parti di carrozzeria

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• Caratteristiche: acciai a bassissimo tenore di C (vengono realizzati mediante degassaggio sottovuoto→ processooneroso); aggiunta di Nb e V per favorire la formazione di carbo-nitruri che rendono l'acciai trattabiletermicamente; acciai non trattabili termicamente; struttura ferritica;
• Proprietà meccaniche e tecnologiche: eccellente duttilità e formabilità; elevata velocità di incrudimento
• Tipici impieghi: adatti ai processi galvanici; parti di carrozzeria.

BH:

• Caratteristiche: acciai indurenti per soluzione solida; struttura
ferrite e perlite; il C rimane insoluzione solida fino al trattamento di tempra Proprietà meccaniche e tecnologiche: eccellente formabilità; medio-alti valori di resistenza meccanica a snervamento e a rottura; Tipici impieghi: la tempra viene eseguita durante fase di pittura; pannelli, portiere, laminati in genere HSLA: Caratteristiche: acciai carburi finemente dispersi in una matrice ferritico-perlitica; affinamento del grano indotto; Proprietà meccaniche e tecnologiche: acciai alto-resistenziali; resistenti a corrosione; buona la loro formabilità e saldabilità; Tipici impieghi: parti di carrozzeria; sospensioni; chassis; gruppi ruota Acciai HS avanzati: Caratteristiche: livelli maggiori di resistenza meccanica e miglior formabilità, attraverso una microstruttura più complessa ottenuta mediante processi termici controllati: DP: Dual-Phasee trazione; ottima resistenza alla deformazione plastica; buona tenacità;• Tipici impieghi: componenti strutturali ad alta resistenza; parti di veicoli ad alto impatto.CMn: Acciai al carbonio-manganese• Caratteristiche: matrice ferritica con inclusioni di carburi di manganese;• Proprietà meccaniche e tecnologiche: buona resistenza meccanica; elevata tenacità; buona saldabilità;• Tipici impieghi: tubazioni; serbatoi; strutture di supporto.CrMo: Acciai al cromo-molibdeno• Caratteristiche: matrice ferritica con inclusioni di carburi di cromo e molibdeno;• Proprietà meccaniche e tecnologiche: elevata resistenza meccanica; buona tenacità; ottima resistenza alla corrosione;• Tipici impieghi: componenti per l'industria chimica; parti di macchine ad alta temperatura.NiCrMo: Acciai al nichel-cromo-molibdeno• Caratteristiche: matrice ferritica con inclusioni di carburi di nichel, cromo e molibdeno;• Proprietà meccaniche e tecnologiche: elevata resistenza meccanica; ottima tenacità; eccellente resistenza alla corrosione;• Tipici impieghi: componenti per l'industria petrolifera; parti di macchine ad alta pressione.e a rottura; elevata resistenza allo stiramento pluriassiale; buona resistenza ad usura; buona resistenza a fatica meccanica e ottima attitudine all'indurimento in fase di verniciatura; - Tipici impieghi: carrozzeria; sospensioni; chassis; soprattutto componenti di sicurezza all'urto (dispositivi per il crash-test) MS: Martensitici - Caratteristiche: matrice essenzialmente martensitica con piccole percentuali di ferrite e/o bainite a grano molto fine; aumenti del tenore di C ne innalzano la durezza e la resistenza meccanica; Composizione calibrata in termini di Si + Cr + Mn + Ni + Mo + B + (V) che ne incrementato in modo significativo la temprabilità; - Proprietà meccaniche e tecnologiche: elevatissimi valori di resistenza a snervamento e a rottura (UTS: fino a 1700 Mpa); bassi valori di allungamento percentuale; elevato rapporto resistenza/peso (resistenza specifica); ottimo compromesso prerogative meccaniche e costi; - Tipici impieghi: componenti strutturali ad alta resistenza; parti di macchine; utensili; parti di autoveicoli ad alte prestazioni.