Ghisa e acciaio sono leghe ferrose, entrambe costituite da ferro e carbonio. Nonostante ciò, sono molto diverse in termini di composizione chimica e applicazioni.
Le proprietà fisiche del ferro vengono influenzate dalle impurità e dagli altri elementi in esso presenti, definendo molteplici differenze tra ghisa e acciaio.
Materiali molto usati nell’ambito dei prodotti per la meccanica di precisione, conoscere le loro caratteristiche è determinante per comprenderne le modalità d’impiego.
Composizione della ghisa e dell’acciaio
La differenza fondamentale tra ghisa e acciaio sta nella loro composizione: come accennato, si tratta in entrambi i casi di leghe del ferro, ma presentano una diversa quantità di carbonio e altri metalli.
È proprio questa discrepanza nella concentrazione a stabilire le proprietà di ciascun materiale. In particolare, la percentuale di carbonio della ghisa è compresa tra il 2,06% e il 6,67%; quella dell’acciaio tra lo 0,3% e il 2,06%.
Tale valore è decisivo nel definire il tipo di lega che si ha di fronte e ne determina qualità come resistenza, durezza ed elasticità. Di qui, la varietà dei campi d’applicazione in cui vengono adoperati. Tra questi occupa un posto di rilievo la meccanica di precisione, dove sono due dei metalli più utilizzati.
Proprietà e caratteristiche dell’acciaio
L'acciaio è un metallo resistente, ma al contempo molto duttile, che può essere piegato senza rompersi. È caratterizzato, infatti, dal possedere un'elevata resistenza alla trazione, che lo rende versatile e facile da lavorare. Si è soliti distinguerne 5 categorie fondamentali:
- Acciaio al carbonio,
- Acciaio legato,
- Acciaio debolmente legato ad alta resistenza,
- Acciaio inox,
- Acciaio per utensili.
L’acciaio al carbonio è il più diffuso tra tutti e può essere a sua volta suddiviso in dolce, medio o duro, sulla base della percentuale di carbonio contenuta. Al suo interno non si trovano altri elementi e tra tutti è il meno pregevole.
L’acciaio legato deve il suo nome alla presenza di elementi leganti, come ad esempio il nichel, il manganese o il titanio, che ne migliorano le proprietà chimiche e fisiche.
Quando nella lega si trova una concentrazione di cromo tra il 10 e il 20% si parla di acciaio inox, noto per essere resistente all’ossidazione e alla corrosione. Ne esistono più di 300 tipi, ma si suddividono principalmente in Martensitici, Ferritici e Austenitici.
Infine, l’ultima categoria è l’acciaio per utensili, la cui resistenza al calore è determinata dall’aggiunta di tungsteno, cromo, vanadio e molibdeno.
Proprietà e caratteristiche della ghisa
La ghisa ha una maggiore resistenza alla compressione e alla corrosione, essendo più dura, ma è poco flessibile e resistente alla trazione. È ottima laddove si richieda leggerezza, avendo un peso inferiore rispetto a quello dell’acciaio. Ne esistono 4 tipologie:
- Ghisa grigia,
- Ghisa bianca,
- Ghisa sferoidale,
- Ghisa malleabile.
La più utilizzata è la ghisa grigia, anche detta ghisa lamellare, che a causa della presenza di lamelle è poco resistente ma in grado di ammortizzare e assorbire le vibrazioni meccaniche.
La ghisa bianca si distingue dalla precedente per la presenza al suo interno di cementite, che le conferisce un aspetto bianco-argentato e ne aumenta la durezza.
Dalla sua lavorazione si ottengono le altre due tipologie: da una parte la ghisa malleabile, più facile da lavorare; dall’altra quella sferoidale, con migliori prestazioni meccaniche.
Applicazioni e impieghi
L’acciaio è un materiale molto comune, adottato in molteplici settori, dall’industria chimica ai trasporti, passando per usi più quotidiani come l’impiego per elettrodomestici e imballaggi.
Viste le sue caratteristiche, il campo d’applicazione della ghisa è molto vario e comprende diversi ambiti. Tra questi, l’industria automobilistica, tessile e del vetro, ma non solo: è largamente usata anche per le macchine utensili e nell’idraulica.
Non capita di rado che ghisa e acciaio abbiano utilizzi comuni, come avviene ad esempio nella meccanica di precisione, che fa largo uso di questi materiali. Per la realizzazione di banchi prova, infatti, Bonanomi offre basamenti e strutture sia in ghisa che in acciaio elettrosaldato.