Industria siderurgica: il diagramma ferro-carbonio

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Il diagramma ferro-carbonio consente di determinare in modo rapido le temperature a cui gli acciai e le ghise subiscono dei cambiamenti di stato: il tipico esempio che si fa è quello del passaggio dallo stato solido a quello liquido, ma non bisogna dimenticare neanche le modificazioni di tipo strutturale. In una scala orizzontale alla base del diagramma sono riportate le varie percentuali di carbonio che sono contenute nell’acciaio o nella ghisa; di conseguenza, il comportamento che assumerà il ferro puro sarà studiato lungo una linea verticale che passa per il punto zero della scala orizzontale.

Il comportamento di un acciaio, invece, con uno 0,6% di carbonio sarà studiato lungo una linea verticale che passa per il valore 0,6 di quella orizzontale. Sull’asse verticale di questo diagramma sono riportate tutte le temperature che possono essere raggiunte. Le varie curve permettono dunque di determinare le temperature di trasformazione strutturale o di cambiamento di stato delle diverse leghe, trasformazioni e cambiamenti che sono indicati nel diagramma. Una rapida spiegazione di alcuni termini relativi a quest’ultimo può essere molto utile. Ad esempio, la ferrite non è altro che ferro quasi puro, mentre l’austenite è una soluzione allo stato solido di cementite (carburo di ferro). Molto importanti sono anche la perlite (una finissima miscela di lamelle di ferrite e cementite) e la ledeburite (altra miscela di cementite e austenite).

Un esempio pratico può aiutare a comprendere meglio. Se l’acciaio contiene lo 0,6% di carbonio, infatti, alla temperatura di 1.600 gradi esso si troverà allo stato liquido, mentre a 1.480 gradi comincerà la solidificazione con la formazione dei primi cristalli di austenite. Facendo scendere ulteriormente la temperatura in questione, poi, si ha la coesistenza di acciaio liquido e di cristalli solidi di austenite. Man mano che la lega si raffredda, si arriva all’intersezione con il campo “ferrite più austenite”, un punto in cui quest’ultima inizia a decomporsi.

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