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Ghisa sferoidale

Che cos'è la ghisa sferoidale?

Una ghisa allo stato liquido solidifica normalmente come ghisa grigia a grafite lamellare; mediante l'aggiunta in piccole quantità di opportuni elementi, è possibile ottenere la ghisa sferoidale, nella quale la grafite nel getto si presenta allo stato di sferoide anziché in lamelle.

Questa forma ha, a parità di volume, la minima superficie e quindi crea il minimo numero di discontinuità nella matrice circostante, il che permette di sfruttare molto bene le caratteristiche della matrice e di rendere nettamente migliori le caratteristiche della lega metallica.

Ci si trova infatti di fronte a un materiale che, pur avendo proprietà uguali e per certi aspetti anche superiori a quelle dell'acciaio per getti, ha rispetto a esso il vantaggio di possedere un basso punto di fusione e una buona fluidità allo stato fuso.

Composizione di una ghisa sferoidale

Tra gli elementi chimici da aggiungere per avere la sferoidizzazione della grafite i principali sono il magnesio e il cerio.

In una ghisa sferoidale, oltre agli elementi speciali da aggiungere per renderla tale, sono presenti:

  • C = 3,30 - 3,80%;
  • Si = = 1,80 - 2,80%;
  • Mn < 0,60%;
  • P < 0,10%;
  • S < 0,03%.

Lo zolfo è da contenere nella percentuale detta, perché ha un elevato potere antigrafitizzante; inoltre, combinandosi con il magnesio, neutralizza l'effetto sferoidizzante di quest'ultimo.

Trattamenti termici sulle ghise sferoidali

Ricordiamo gli innumerevoli trattamenti termici ai quali possono essere sottoposte le ghise sferoidali; in particolare ricordiamo il trattamento di:

  • ricottura (per ottenere matrice ferritica);
  • normalizzazione (per ottenere matrice perlitica);
  • stabilizzazione (per eliminare tensioni interne);
  • tempra e rinvenimento (per ottenere struttura finemente suddivisa);
  • superficiali (per promuovere indurimento nelle zone volute).

Caratteristiche meccaniche

Le ghise sferoidali presentano caratteristiche meccaniche molto buone:

  • resistenza a trazione di 42-55 kg/mm2;
  • carico di snervamento di 30-40 kg/ mm2;
  • allungamento del 15-2%.

Ricordiamo anche la buona lavorabilità di queste ghise, dovuta alla presenza di grafite, la loro resistenza all'urto, alla fatica e la buona durezza raggiungibile.

La ghisa sferoidale può anche essere saldata con i sistemi tradizionali; pezzi di questa ghisa possono essere saldati tra loro oppure con altri materiali (acciaio al carbonio, acciaio inox e leghe al nichel).

Impiego delle ghise sferoidali

La buona combinazione di elevata resistenza e tenacità, unitamente all'eccezionale resistenza all'usura, ha permesso l'utilizzazione della ghisa sferoidale in un gran numero di getti, sottoposti a forti sollecitazioni e a urti ripetuti (ad esempio alberi a gomito, alberi di trasmissione, a camme, stampe, rotori, cilindri per compressori, corpi di valvole).

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