1 materiali ferrosi caratteristiche e designazione giuseppe boncoddo

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MATERIALIMATERIALIFERROSIFERROSI

MATERIALIMATERIALIFERROSIFERROSI

Caratteristiche e DesignazioneGiuseppe Boncoddo

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Minerale di ferro proveniente da un meteorite

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Grafite

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Diamante allo stato allotropico

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LA GHISA

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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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ALTOFORNOCostituito 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.

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LE FASI DI FORMAZIONE DELLA GHISA

Essiccamento;Riduzione;Carburazione;Fusione;Combustione.

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ESSICCAMENTO:

avviene nella bocca.

Il materiale perde tutta

l’acqua alla temperatura

di 200 ÷ 400°C;

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RIDUZIONE:nella parte superiore del tino. Riduzione degli ossidi di ferro da parte dell’ossido di carbonio alla temperatura di 400 ÷ 700°C;

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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.

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FUSIONE

La carburazione si completa e il ferro si trasforma in ghisa, che, dal crogiolo finisce negli stampi.

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COMBUSTIONE:L’aria calda, attraverso gli ugelli investe il coke ad una temperatura di 1300÷1900°C; il combustibile brucia e il metallo fonde.

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VARI TIPI DI GHISEghise 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%2%.

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Si ottengono raffinando la ghisa liquida mediante:decarburazione;depurazione;correzione

delle percentuali di manganese e di silicio

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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.

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Convertitore LDDerivato 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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Forno elettricoIl 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

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alta resistenza alla trazione

e alla compressione;

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facile lavorabilità (si prestano per essere fucinati, stampati,

trafilati, saldati*, lavorati alle macchine utensili,

ecc...);

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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;

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- 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);

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acciai da utensili

(elevata durezza,

resistenza all'usura,

indeformabilità, ecc...);

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acciai inossidabili

(resistenza alla

corrosione e al calore);

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acciai per usi particolari

(impiegati alle basse

temperature, con

particolari proprietà

magnetiche).