GHISA:

Le ghise sono leghe di ferro e carbonio, con tenore di carbonio superiore all'1,8%, di solito compreso tra 2,2 e 4,8%, contenenti inoltre quantità variabili di altri elementi come silicio, manganese, fosforo, zolfo, ecc. Nella produzione della ghisa all'alto forno i minerali usati in siderurgia sono Fe2O3 (ematite), Fe304 (magnetite), Fe2O3*H20 (limonite), FeCO3 (siderite). I minerali vengono ridotti con coke nell'alto forno. E' costituito da una torre alta 20-30 m formata da un basamento cilindrico, crogiolo, su cui poggiano due strutture troncoconiche, il ventre od il tino.  Il rivestimento è costruito in mattoni silicei, il rivestimento è completato da una lamiera in acciaio sulla quale scorre un velo d'acqua per raffreddamento. Il crogiolo è rivestito di grafite. L'altoforno ha vita media tra 4 e 8 anni e funziona in continuo producendo di 200 a 300 m3 di ghisa al giorno.
 

Con la espressione GHISA MALLEABILE si intende una  lega Fe-C, in cui il contenuto di Carbonio e Silicio è tale da garantire nei getti una struttura di solidificazione esente da grafite primaria. Facendo seguire un trattamento termico di ricottura dellla ghisa, i carburi sono dissociati con separazione di floculi di grafite in una matrice perlitica o ferritica. Operando in tal modo si ottiene un materiale che unisce alla buona colabilità della ghisa grigia a grafite lamellare, le elevate caratterisitche meccaniche dell'acciaio.

Si distinguono due tipi di ghisa malleabile e precisamente:

 

GHISE MALLEABILI A CUORE BIANCO

La ghisa malleabile a cuore bianco si ottiene effettuando la ricottura dei getti in una atmosfera ossidante. In tal modo una frazione variabile del carbonio viene allontanato e risulta minore la quantità di carbonio di ricottura (grafite).Se predominano esigenze di duttilità si procede ad una   decarburazione  elevata, dando luogo ad una struttura della matrice di tipo ferritico; qualora si vogliano ottenere prestazioni meccaniche di rilievo si opera in modo tale da realizzare una matrice di tipo perlitica. Viceversa se si intende privilegiare la lavorabilità è consigliabile una struttura di tipo misto.

Caratteristiche meccaniche dei getti di GHISA MALLEABILE A CUORE BIANCO (UNI EN 1562)

Designazione del materiale

Diametro nominale della provetta

d

mm

Resistenza a trazione

Rm

N/mm2

min.

Allungamento

 

A3,4

%

min.

Carico unitario di scostamento dalla proporzionalità 0,2%

Rp0,2

N/mm2

min.

Durezza Brinell

 

HB

 

max.

Designazione simbolica

Designazione numerica

EN-GJMW-350-4

EN-JM1010

6

9

12

15

270

310

350

360

10

5

4

3

-

-

-

-

230

EN-GJMW-360-12

EN-JM1020

6

9

12

15

280

320

360

370

16

15

12

7

-

170

190

200

200

EN-GJMW-400-5

EN-JM1030

6

9

12

15

300

360

400

420

12

8

5

4

-

200

220

230

220

EN-GJMW-450-7

EN-JM1040

6

9

12

15

330

400

450

480

12

10

7

4

-

230

260

280

220

EN-GJMW-550-4

EN-JM1050

6

9

12

15

-

490

550

570

-

5

4

3

-

310

340

350

250

 

GHISE MALLEABILI A CUORE NERO

La ghisa malleabile a cuore nero si ottiene effettuando la ricottura dei getti in una atmosfera neutra. Tutto il carbonio della ghisa bianca di partenza rimane nei getti . In virtù del maggiore tenore di silicio nella ghisa di partenza, la struttura finale risulta costituita da grafite e ferrite.

Caratteristiche meccaniche dei getti di GHISA MALLEABILE A CUORE NERO (UNI EN 1562)

Designazione del materiale

Diametro nominale della provetta

d

mm

Resistenza a trazione

Rm

N/mm2

min.

Allungamento

A3,4

%

min.

Carico unitario di scostamento dalla proporzionalità 0,2%

Rp0,2

N/mm2

min.

Durezza Brinnell (solo a titolo informativo)

HB

 

 

 

Designazione simbolica

Designazione numerica

EN-GJMB-300-6

EN-JM1110

12 o 15

300

6

-

150 max

EN-GJMB-350-10

EN-JM1130

12 o 15

350

10

200

150 max

EN-GJMB-450-6

EN-JM1140

12 o 15

450

6

270

150 - 200

EN-GJMB-500-5

EN-JM1150

12 o 15

500

5

300

165 - 215

EN-GJMB-550-4

EN-JM1160

12 o 15

550

4

340

180 - 230

EN-GJMB-600-3

EN-JM1170

12 o 15

600

3

390

195 - 245

EN-GJMB-650-2

EN-JM1180

12 o 15

650

2

430

210 - 260

EN-GJMB-700-2

EN-JM1190

12 o 15

700

2

530

240 - 290

EN-GJMB-800-1

EN-JM1200

12 o 15

800

2

600

270 - 320

 

GHISE GRIGIE
Il carbonio non combinato sotto forma di perlite si trova in lamelle di grafite distribuite in seno alla massa del metallo. La resistenza varia entro ampi limiti ed è influenzata dal contenuto di Carbonio e Silicio e dallo spessore del getto. L'aggiunta di altri elementi quali Nichel, Cromo, Molibdeno e Ramein piccoli tenori innalza le caratteristiche meccaniche; in tenori maggiori rende la ghisa resistente alla corrosione e al calore. Modulo elastico: 98000-137000 MPa.Impieghi tipici:corpi pompa, valvole, motori idraulici,mozzi, supporti, scatole riduttori,pulegge, supporti in genere.
GHISE BIANCHE
Contengono il carbonio nella sua quasi totalità sotto forma di cementite. Si ottengono colando in forme di terra ghise aventi basso tenore di silicio, oppure per conchigliatura delle ghise grigie normali.
 
GHISE SFEROIDALI
Sono ghise grigie che, per inoculazione con leghe di Mg o Ce all'atto della colata, presentano la grafite non più sotto forma di floculi ma di sferoidi. La matrice, dopo opportuno trattamento , può essere ferritica, semiperlitica o perlitica; le caratterisitiche di resistenza sono rispettivamente crescenti, mentre la tenacità è decrescente. Modulo elastico >157000 MPa
Diagramma di Goodman per la ghisa di qualità GSQ42/15
 
GHISE AUSTENITICHE
Sono ghise ad elevato tenore di elementi di lega. In esse la matrice metallica è austenite stabile alla temperatura ambiente; il carbonio è presente prevalentemente sotto forma di grafite lamellare sferoidale.