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La classificazione degli acciai

Classificazione Acciai da Carpenteria, Acciai da Costruzione e Acciai Astm

Resistenza e versatilità sono le qualità principali che rendono l’acciaio non solo la lega più utilizzata in qualsiasi ambito industriale, ma anche il materiale che ha contribuito maggiormente al progresso economico e tecnologico.

Sebbene ci si riferisca spesso all’acciaio in modo generico, in realtà questo materiale, composto principalmente da ferro e carbonio, viene declinato in diverse leghe che, a seconda della loro aggregazione di elementi, presentano differenti proprietà fisiche.

A partire dalla lega principale di ferro e carbonio, infatti, possono essere modificati i quantitativi di carbonio e di altri elementi detti “alliganti”. Sarà dunque la composizione chimica a determinare i diversi acciai che, sulla base delle caratteristiche e degli utilizzi conseguenti, sono stati nel tempo classificati.

L’acciaio non legato o comune è una lega in cui gli altri elementi, solitamente aggiunti per migliorare alcune caratteristiche fisiche e meccaniche dell’acciaio in funzione dell’utilizzo finale, sono presenti in bassissime quantità.

Una prima classificazione dell’acciaio, dunque, viene designata a partire dagli elementi della sua composizione chimica:

  • Acciai al carbonio (nessun elemento alligante)
  • Acciaio legato a bassa lega (con una percentuale di elementi di lega inferiore al 5%)
  • Acciaio ad alta lega (con una percentuale di elementi di lega superiore al 5%)

L’acciaio al carbonio, detto anche acciaio non legato, può essere ulteriormente distinto in diverse categorie che ne indicano la durezza come conseguenza della percentuale di carbonio presente:

  • Acciai extradolci
  • Acciai semidolci
  • Acciai dolci
  • Acciai semiduri
  • Acciai duri
  • Acciai durissimi
  • Acciai extraduri

Gli acciai a bassa e ad alta lega, invece, rientrano nella categoria degli acciai legati, nei quali la percentuale di elementi alliganti influenza le proprietà dell’acciaio. I principali elementi di lega sono il cromo, il manganese, il silicio e il rame.

Infine, ci sono gli acciai inox che richiedono un approfondimento a sé sulla loro classificazione.

La classificazione ASTM è la normativa americana che regola gli standard che le diverse categorie di acciai inossidabili devono rispettare per l’applicazione in alcuni particolari settori industriali, come quello chimico, alimentare, petrolchimico e farmaceutico.

Gli acciai inossidabili sono leghe a base principalmente di ferro, carbonio e cromo, con la possibile aggiunta di ulteriori elementi leganti, e la loro principale qualità è la resistenza alla corrosione. La classificazione astm distingue quattro tipologie di acciai inossidabili:

  • Acciai austenitici
  • Acciai martensitici
  • Acciai Ferritici
  • Acciai Duplex e Super Duplex

Gli acciai possono essere classificati anche per utilizzo. Un esempio di tali acciai, che possono essere legati o non legati, è individuabile nella categoria degli acciai strutturali.

Vengono denominati anche “acciai da costruzione”, poiché largamente impiegati come materiale per la realizzazione di tralicci, travi reticolari, opere in calcestruzzo armato ordinario o precompresso (condizione nella quale questi acciai assumono anche la definizione di “acciai da carpenteria metallica”). La principale qualità di questi acciai è, infatti, la resistenza alle sollecitazioni statiche.

Gli acciai strutturali vengono classificati internamente sulla base del tenore di carbonio nella loro composizione chimica, poiché questa variabile influisce sulle loro proprietà meccaniche e fisiche.

Sulla base di queste caratteristiche vengono individuate diverse categorie di acciai da costruzione:

  • Gli acciai per strutture in calcestruzzo armato;
  • Gli acciai per strutture in cemento armato decompresso, denominati anche “acciai armonici”;
  • Gli acciai per carpenteria metallica.

Questi ultimi sono caratterizzati da un basso tenore di carbonio, da uno standard di resistenza meccanica medio-basso e da un alto livello di duttilità.

La classificazione degli acciai da carpenteria viene delineata ulteriormente sulla base del processo produttivo in acciai laminati a caldo, acciai formati a caldo e acciai laminati a caldo e formati a freddo.

Gli acciai per carpenteria laminati a caldo, a seconda delle qualità acquisite durante i trattamenti termici o della diversa composizione, possono ulteriormente distinti in acciai non legati, in cui gli elementi alliganti sono in tenore minore e compaiono appena nella composizione chimica in cui prevale la presenza di ferro e carbonio; acciai bonificati, ottenuti tramite tempra e rinvenimento per aumentare resistenza meccanica e duttilità; acciai a grano fine, caratterizzati da elevato limite di snervamento, acciai con resistenza migliorata alla corrosione, ottenuti tramite l’aggiunta di elementi alliganti come cromo, fosforo o rame.

Gli acciai possono, dunque, essere classificati per composizione chimica (a seconda del tenore di carbonio o della presenza di altri elementi alliganti), per processo produttivo o per utilizzo.

In conclusione, oggi possiamo contare più di 3.000 tipologie di acciaio dei quali i sistemi di classificazione per utilizzo o per composizione chimica hanno stabilito alcuni standard convenzionali. Queste designazioni degli acciai consentono di individuare in modo condiviso caratteristiche fisiche e conseguenti aree di applicazione di acciai non legati e di leghe, che nel tempo sono state sviluppate per rispondere a nuove esigenze industriali. Conoscere queste proprietà è fondamentale nella scelta del materiale da utilizzare per una lavorazione o per un progetto e l’utilizzo di sistemi condivisi non solo consente di applicare una normativa di sicurezza, fondamentale in ambiti come l’industria chimica o alimentare, ma rende anche più semplice la comunicazione tra aziende e fornitori.

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