Ghisa sferoidale: classificazione, proprietà, vantaggi

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La ghisa sferoidale, detta anche ghisa duttile, deve il suo nome alla forma della grafite, che appare all’esame micrografico sotto forma di sferoidi, a differenza delle lamelle che costituiscono la ghisa grigia (chiamata appunto lamellare). Questa diversa composizione determina le differenze principali tra la ghisa sferoidale e la ghisa lamellare: gli sferoidi costituiscono un ostacolo geometrico alla propagazione delle cricche, conferendole una importante caratterizzazione di duttilità. Inoltre la forma sferica della grafite occupa minor superficie a parità di volume, consentendo di danneggiare in minor misura il materiale e sfruttando quindi al meglio le sue proprietà.

La ghisa sferoidale è divenuta una valida alternativa all’acciaio e alle altre ghise fin dai suoi primi utilizzi in ambito industriale, risalenti al 1948, garantendo elevate prestazioni seppure a fronte di costi contenuti.

I vantaggi dell’utilizzo della ghisa sferoidale

La diffusione della ghisa sferoidale è stata favorita dalle sue caratteristiche che, unite alla colabilità e lo smorzamento delle vibrazioni tipiche della ghisa, possono essere riassunte in:

  • Un ottimo rapporto resistenza/peso
  • Una buona lavorabilità alla macchina utensile
  • Un costo contenuto
  • Una buona resistenza per unità di costo
  • Un’ottima combinazione tra proprietà a trazione e allungamento

Ma è la sua versatilità infine la caratteristica fondamentale che ne ha diffuso l’utilizzo.

Classificazione della ghisa sferoidale

La classificazione della ghisa sferoidale viene fatta in base alla struttura della matrice. I tre tipi maggiormente diffusi sono:

  • Ghisa sferoidale ferritica, formata da sferoidi di grafite in una matrice di ferrite: presenta alta duttilità e tenacità, elevata permeabilità magnetica, buona lavorabilità alla macchina utensile
  • Ghisa sferoidale perlitica, costituita da sferoidi di grafite in una matrice di perlite: rispetto alla precedente è caratterizzata da maggior durezza, resistenza a trazione e abrasione, e una minor tenacità, duttilità e permeabilità magnetica
  • Ghisa sferoidale ferritica-perlitica, formata da sferoidi di grafite in una matrice mista ferrite-perlite: rappresenta la tipologia più diffusa e meno costosa, mostra caratteristiche intermedie rispetto alle precedenti, e mantiene una buona lavorabilità

Vi sono poi numerose altre ghise sferoidali “speciali”, utili per massimizzare alcune specifiche proprietà del materiale, tra le quali la resistenza all’ossidazione ad elevata temperatura, la resistenza a cicli di termici, alla corrosione, alta tenacità a basse temperature e così via.

Ghisa sferoidale Edil Centro
Ghisa sferoidale ferritica-perlitica

Proprietà meccaniche della ghisa sferoidale

Le differenze tra le proprietà meccaniche della ghisa sferoidale rispetto alla ghisa grigia sono numerose ed evidenti, e si rende quindi necessario un attento controllo dei requisiti strutturali che devono essere rispettati:

  • Assenza di carburi
  • Corretta forma e distribuzione della grafite
  • Struttura della matrice desiderata.

La classificazione della ghisa sferoidale e i valori caratteristici di ciascuna tipologia sono regolati dalla normativa europea UNI EN 1563:2009.

Una delle proprietà della ghisa sferoidale è rappresentata dalla sua densità inferiore al 10% rispetto a quella dell’acciaio, che permette di ottenere un peso nettamente inferiore e quindi limitare i costi dei componenti. Inoltre presenta caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni decisamente superiori a quelle dell’acciaio.

Le caratteristiche finali del prodotto in ghisa sferoidale sono determinate in buona parte dalla velocità di raffreddamento, in particolare bisogna prestare attenzione ai raffreddamenti troppo rapidi che possono generare zone template, caratterizzate da elevata durezza e fragilità, con conseguente difficile lavorabilità, e raffreddamenti troppo lenti che portano alla formazione di sferoidi di grandi dimensioni e di forma irregolare, condizionando le proprietà meccaniche del prodotto.

La ghisa sferoidale infine presenta una buona resistenza all’ossidazione, incrementata tramite l’utilizzo di elementi di lega, e una discreta stabilità dimensionale e di peso, superiori a quelle della ghisa lamellare.

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2018-03-15T15:18:15+00:00 07 febbraio 2018|Categorie: Prodotti|Tags: , , |