(alcune tra le domande più ricorrenti)
Qual è la differenza tra ghisa grigia e quella sferoidale?
La Ghisa è una lega ferro-carbonio, contenente anche altri elementi, come silicio, manganese, zolfo, fosforo, in percentuali varie, caratterizzata da un tenore di carbonio compreso fra l’1,9% e il 5,5%. Le leghe ferro-carbonio contenenti una quantità di carbonio inferiore all’1,9% costituiscono i diversi tipi di acciaio. In condizioni naturali durante il raffreddamento il carbonio in eccesso, rispetto a quello che si lega con il carbonio per formare la matrice metallica, solidifica sotto forma di grafite in lamelle. In questo stato la ghisa è detta Grigia o Lamellare; Perlitica , Ferritica , Cementitica, ….. secondo il tipo di legame metallico ferro e carbonio che si è formato nella matrice metallica in funzione della velocità di raffreddamento utilizzata.
Attraverso un trattamento a base di magnesio effettuato in fase liquida su una specifica tipologia di ghisa lamellare, in particolare povera di zolfo, ed utilizzando tempi di raffreddamento controllati si ottiene che il carbonio in eccesso solidifichi sotto forma di Sferoidi di Grafite dando così origine alla Ghisa Sferoidale che verrà poi distinta nelle sue varie gradazioni (secondo EN 1563 o ISO 1083) in funzione delle sue caratteristiche meccaniche, che anche in questo caso dipendono fortemente dal tipo di legame metallico ottenuto nella matrice metallica.
In ultimo è bene sottolineare che comunemente si confonde la Ghisa Duttile con la Ghisa Sferoidale, ma l’ottenimento della Ghisa Duttile avviene per mezzo di un trattamento termico superficiale di una Ghisa (aumentandone superficialmente il contenuto di Carbonio), generalmente di basso livello qualitativo, al fine di migliorarne le possibilità di lavorazione per deformazione plastica e che nulla ha a che vedere con il processo di fusione che invece caratterizza le due tipologie sin qui esaminate.
Qual è la differenza tra le caratteristiche dell’acciaio e della ghisa?
In linea generale e senza entrare nei particolari propri delle caratteristiche di resistenza meccanica, le differenze principali tra Acciaio e Ghisa sono dovute alla presenza in quest’ultima del Carbonio in eccesso presente in fase solida come Grafite (lamelle o sferoidi) che per le sue elevate capacità lubrificanti le rende altamente “scorrevoli” in fase liquida (quindi possibilità di ottenere per fusione a semplice gravità oggetti con forma complessa e particolari sottili) e facilmente “lavorabili alle macchine utensili”, inoltre la presenza di un lubrificante naturale come la Grafite ne aumenta considerevolmente rispetto all’Acciaio le capacità di resistenza alla corrosione passante. Il rovescio della medaglia è in generale rappresentato da caratteristiche meccaniche notevolmente inferiori a quelle dell’acciaio e da una scarsissima elasticità, in pratica ci si trova di fronte ad un materiale che nella sua forma naturale (Lamellare) viene generalmente definito “rigido e fragile” proprio perché le lamelle di Grafite presenti all’interno della matrice metallica rappresentano vere e proprie cricche naturali che si comportano da innesco a rottura quando si sottopone questo materiale a sollecitazioni e ne limitano notevolmente la resistenza a fatica (degrado delle caratteristiche di resistenza meccanica originarie per effetto di sollecitazioni ripetitive nel tempo). Bisogna però considerare l’eccezione a questa regola generale propria delle Ghise Sferoidali le quali grazie alla “trasformazione” delle lamelle in Sferoidi non contengono i suddetti inneschi a rottura permettendo quindi alla matrice metallica di esplicare tutte le sue capacità di resistenza meccanica, di elasticità e di resistenza a fatica che divengono assai prossime a quelle degli acciai.
La ghisa, arrugginisce ?
Si, come tutti i materiali a base di ferro le Ghise arrugginiscono ma grazie alla presenza della Grafite l’ossidazione trova una naturale barriera alla sua penetrazione all’interno della matrice metallica. Infatti i dispositivi in ghisa possono essere temporaneamente ricoperti di un sottile strato di ossidazione ed è proprio questo che diviene una sua naturale protezione contro la ulteriore ossidazione.
Nel caso dei dispositivi di chiusura e coronamento in ghisa, questo strato di ossidazione tende a scomparire nel momento in cui, dopo la posa in opera, il dispositivo è sottoposto all’azione abrasiva del traffico, l’ossidazione comunque spiegato non penetra nella matrice metallica del prodotto e di conseguenza, le caratteristiche di resistenza meccanica (resistenza al carico, la freccia residua, ecc.) non vengono alterate da questo fenomeno in tempi compatibili con la sua naturale durata.
Che importanza ha il trattamento con il magnesio?
Quello che deve essere controllato è l’intero processo di trattamento al magnesio (ovvero della sferoidizzazione) poichè come ben sai la trasformazione della grafite in sferoidi è reversibile, quindi non basta fare il trattamento al magnesio per ottenere la ghisa sferoidale ma bisogna che tutto il processo sia sottoposto a controlli rigorosi per essere certi che al momento della colata negli stampi si ottengano effettivamente tutti i prodotti in ghisa sferoidale e che la medesima sia tutta della stessa gradazione affinchè la caratteristiche finali di resistenza siano conformi a quelle volute e dichiarate. Da quì la necessità di effettuare prelievi della ghisa ai vari stadi di produzione con cadenze (nel nostro caso la più frequente è appunto quella per la verifica della sferoidizzazione ogni 15 minuti) che permettano di isolare la parte di produzione eventualmente interessata da anomalie nelle caratteristiche della ghisa.
