La ghisa è una lega ferro-carbonio contenente anche altri elementi come silicio, manganese, zolfo e fosforo in diverse percentuali, caratterizzata da un tenore di carbonio compreso tra l'1,9% e il 5,5%. Le leghe ferro-carbonio con una quantità di carbonio inferiore all'1,9% costituiscono i diversi tipi di acciaio.
In linea generale, le differenze principali tra acciaio e ghisa risiedono nella presenza di carbonio in eccesso nella ghisa, presente in fase solida come grafite (lamelle o sferoidi). Questa caratteristica conferisce alla ghisa elevate capacità lubrificanti, rendendola ideale per la fusione a gravità di oggetti con forme complesse e particolari sottili. Inoltre, la grafite facilita la lavorazione alle macchine utensili e aumenta la resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio.
Tuttavia, la ghisa presenta caratteristiche meccaniche inferiori all'acciaio e una scarsa elasticità. Nella sua forma naturale (lamellare), è considerata "rigida e fragile" poiché le lamelle di grafite rappresentano delle cricche naturali che innescano rotture sotto sollecitazione, limitando la resistenza a fatica.
Anche se le ghise arrugginiscono come tutti i materiali a base di ferro, la presenza della grafite offre una barriera naturale contro la penetrazione dell'ossidazione all'interno della matrice metallica.
Ghisa Sferoidale: Caratteristiche e Vantaggi
La ghisa sferoidale, nota anche come ghisa duttile, prende il nome dalla forma della grafite, che appare all'esame micrografico sotto forma di sferoidi, a differenza delle lamelle presenti nella ghisa grigia (lamellare). Questa diversa composizione determina le principali differenze tra i due tipi di ghisa. Gli sferoidi costituiscono un ostacolo geometrico alla propagazione delle cricche, conferendo alla ghisa sferoidale una notevole duttilità.
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Microstruttura della ghisa sferoidale
La classificazione della ghisa sferoidale si basa sulla struttura della matrice. Una delle sue proprietà principali è la densità inferiore del 10% rispetto all'acciaio, che consente di ottenere un peso inferiore e ridurre i costi dei componenti. La ghisa sferoidale è il risultato dell'aggiunta di piccole quantità di magnesio alla ghisa grigia fusa.
LE GHISE GENERALITA' GHISA BIANCA E GHISA GRIGIA 4 LEZIONE
La forma sferoidale della grafite produce una minore concentrazione di tensione rispetto a quella lamellare, poiché la forma sferica presenta la minore superficie a parità di volume. Di conseguenza, la matrice della ghisa sferoidale risulta meno danneggiata, sfruttando meglio le caratteristiche meccaniche.
Le caratteristiche meccaniche della ghisa sferoidale permettono di realizzare strutture più leggere a parità di resistenza, facilitando la posa in opera e la manutenzione anche per modelli di grandi dimensioni.
È fondamentale controllare l'intero processo di trattamento al magnesio (sferoidizzazione), poiché la trasformazione della grafite in sferoidi è reversibile. Pertanto, è essenziale che il processo sia sottoposto a controlli rigorosi per garantire che tutti i prodotti in ghisa sferoidale siano della stessa gradazione e che le caratteristiche finali di resistenza siano conformi a quelle desiderate.
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Tabella Comparativa: Ghisa Sferoidale vs. Ghisa Lamellare
| Caratteristica | Ghisa Sferoidale | Ghisa Lamellare |
|---|---|---|
| Forma della Grafite | Sferoidi | Lamelle |
| Duttilità | Elevata | Bassa |
| Resistenza a Trazione | Superiore | Inferiore |
| Resistenza a Fatica | Superiore | Inferiore |
| Peso | Inferiore (rispetto all'acciaio) | Inferiore (rispetto all'acciaio) |
| Applicazioni | Reti idriche, chiusini, componenti strutturali | Chiusini, blocchi motore, componenti meno sollecitati |
Applicazioni della Ghisa Sferoidale
La Link Industries spa ha sviluppato una gamma completa di prodotti in ghisa sferoidale, tra cui chiusini, gradini per pozzetti, griglie per alberi e dispositivi per il coronamento stradale per aree pedonali e veicolari. La ghisa sferoidale è ampiamente utilizzata anche nelle reti di approvvigionamento idrico e fognarie, grazie alla sua resistenza alla corrosione, al freddo e all'alta garanzia di sicurezza rispetto ad altri sistemi di tubazioni. Saint-Gobain PAM ha dedicato una gamma completa di soluzioni per il trasporto dell'acqua a questo materiale.
I chiusini e le caditoie in ghisa sferoidale sono progettati in base al limite elastico del materiale, che viene raggiunto prima della rottura, garantendo un maggiore margine di sicurezza.
Esempio di Chiusino in Ghisa
Chiusino di ispezione per parcheggi in Ghisa lamellare UNI ISO 185: costruito secondo le norme UNI EN 124 classe C 250 (carico di rottura 25 tonnellate), marchiato a rilievo con: norme di riferimento (UNI EN 124), classe di resistenza (C 250), marchio fabbricante e sigla dell’ente di certificazione. Luce netta …….. mm, esterno telaio ……..
Chiusino di ispezione per parcheggi in Ghisa sferoidale GS 500: costruito secondo le norme UNI EN 124 classe C 250 (carico di rottura 25 tonnellate), coperchio autocentrante sul telaio, telaio a struttura alveolare, marchiato a rilievo con: norme di riferimento (UNI EN 124), classe di resistenza (C 250), marchio fabbricante e sigla dell’ente di certificazione. Luce netta …….. mm, esterno telaio ……..
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