Ghisa

Definizione

Lega ferro-carbonio, contenente anche altri elementi in percentuali varie, caratterizzata da un tenore di carbonio compreso fra l’1,9% e il 5,5% (anche se, nella maggior parte dei casi, oscilla fra il 2,8% e il 4,5%). Le leghe contenenti una quantità di carbonio inferiore all’1,9% costituiscono i diversi tipi di acciaio.

Ghisa daltoforno

La ghisa che si ottiene direttamente dalla riduzione in altoforno dei minerali di ferro è detta ghisa d’altoforno (o ghisa di prima fusione, o ghisa madre, o ghisa greggia) e viene prevalentemente usata per produrre, mediante affinazione, i diversi tipi di acciaio. Solo in parte viene colata in stampi, sia direttamente sia dopo sottrazione o aggiunta di altri elementi, per produrre getti destinati all’industria metalmeccanica.

Ghise comuni

Quando la quantità di carbonio contenuta nella ghisa è superiore a quella che può essere contenuta in soluzione solida (come avviene negli acciai), al momento della solidificazione della massa fusa una parte di esso resta segregata sotto forma di grafite. La quantità più o meno alta di grafite conferisce alla ghisa un colore più o meno scuro: da ciò derivano le denominazioni tradizionali di ghisa bianca (priva di grafite), grigia (contenente intorno al 2,5% di grafite) e nera (contenente fin quasi il 4% di grafite).

Ghise bianche

Contengono in genere dal 2% al 3% di carbonio, circa l’1% di silicio, l’1,5% di manganese, meno dello 0,5% di fosforo e tracce di zolfo. Sono molto dure e fragili; non sono lavorabili alle macchine utensili, per cui vengono impiegate per la produzione di getti mediante colata in conchiglia, oppure sottoposte a malleabilizzazione, cioè rese più tenaci e malleabili mediante sottrazione di carbonio e ricottura.

Ghise grigie

Contengono mediamente il 3,5% di carbonio totale, il 3,5% di silicio, lo 0,5% di manganese, lo 0,3% di fosforo e tracce di zolfo. Sono facilmente lavorabili alle macchine utensili e sono perciò molto usate nell’industria metalmeccanica, ad esempio nella produzione di basamenti e cilindri per motori a combustione interna alternativi, tubi, parti di macchine.

Ghise nere

Contengono le massime percentuali di carbonio, in gran parte sotto forma di grafite, e una notevole quantità di silicio (fino al 6%). Sono facilmente lavorabili ma hanno scarsa resistenza alla trazione.

Ghise speciali

Le più diffuse ghise speciali sono quelle contenenti, oltre a ferro, carbonio, silicio e fosforo, uno o più elementi aggiunti, spesso in percentuali elevate, e perciò dotate di proprietà particolari. Fra gli elementi aggiunti figurano l’alluminio, il cromo, il manganese, il molibdeno, il nichel, il rame, il silicio, il titanio, il vanadio. Ad esempio, una notevole quantità di cromo (dal 20% al 35%), eventualmente integrato da nichel e da rame, rende la ghisa refrattaria al calore e alla corrosione e quindi particolarmente adatta alla produzione di cilindri per laminatoi e attrezzature per l’industria petrolifera.

Dati sul ferro

ELEMENTO: ferro

SIMBOLO: Fe

NUMERO ATOMICO: 26

GRUPPO: 1A

PERIODO: 4°

PESO ATOMICO: 55,847

DENSITA:7,87 g/ml

NUMERO DI OSSIDAZIONE: 2,3

PUNTO DI FUSIONE: 1530°

PUNTO DI EBOLLIZIONE: 3000°

STATO FISICO: solido

COMPOSTI IN NATURA: in natura il ferro, come tutti gli altri metalli, è generalmente presente sotto forma di ossidi e sali. Dai minerali viene estratto mediane processi metallurgici che lo portano ad uno stato energetico più elevato rispetto a quello di partenza.