Caratteristiche della ghisa sferoidale

La ghisa duttile si differenzia dalle ghise grigie tradizionali per le sue notevoli proprietà meccaniche (elasticità, resistenza agli urti, allungamento, ecc.). Queste sono dovute alla forma sferoidale delle particelle di grafite. 

Definizione di font 

È possibile stabilire una classificazione dei prodotti ferrosi in base al contenuto di carbonio nel metallo di base: 

• ferro: da 0 a 0,1% di C,
• acciaio: 0,1-1,7% C,
• fusione: 1,7-5% C 

Al di sotto dell'1,7% di carbonio, la solidificazione genera austenite, un materiale monofasico in cui tutto il carbonio è in soluzione solida. Al di sopra 
dell'1,7% di carbonio, non può essere completamente disciolto nella struttura del ferro e quindi solidifica come una seconda fase, grafite (carbonio puro) o carburo di ferro (Fe3C). La ghisa è un materiale multifasico con una struttura complessa: i costituenti più comuni sono la ferrite (Feα) e la perlite (Feα + Fe3C). 
Altri elementi, presenti nella ghisa in proporzioni molto piccole, influenzano la struttura e le proprietà meccaniche e di fusione del metallo. Il silicio (solitamente dall'1 al 3%) svolge un ruolo particolare e rende di fatto la ghisa una lega ternaria: ferro, carbonio, silicio. 

Diversi tipi di ghisa 

Il termine "ghisa" comprende un'ampia varietà di leghe Fe-C-Si. È consuetudine classificarle in famiglie in base allo stato della grafite, con un'ulteriore differenziazione dovuta alla struttura della matrice metallica (ferrite, perlite, ecc.). 

Influenza della forma della grafite 

Nella ghisa grigia, la grafite è presente sotto forma di scaglie, da cui il suo nome metallurgico: ghisa a grafite lamellare (o ghisa FGL). Ognuna di queste scaglie di grafite può, in presenza di concentrazioni di stress anomale in determinati punti, dare origine a una cricca. 
I metallurgisti hanno quindi cercato di ridurre o eliminare questi effetti manipolando le dimensioni o la disposizione di queste scaglie. 
La centrifugazione ha permesso di ottenere scaglie molto sottili che migliorano significativamente le proprietà meccaniche della ghisa. 
Un passo decisivo fu compiuto nel 1948, quando le ricerche condotte negli Stati Uniti e in Gran Bretagna portarono allo sviluppo della ghisa a grafite sferoidale (o ghisa FGS ), meglio nota come ghisa sferoidale . 
La grafite non è più disposta in scaglie, ma cristallizzata in forma sferica. Le linee di propagazione di potenziali fratture vengono così eliminate. 
La cristallizzazione della grafite sotto forma di sfere si ottiene mediante l'introduzione controllata di una piccola quantità di magnesio in una ghisa base precedentemente desolforata. 

Caratteristiche della ghisa duttile 

La ghisa sferoidale deve le sue notevoli caratteristiche meccaniche alla forma sferoidale della grafite in essa contenuta: 

• resistenza alla trazione,
• resistenza agli urti,
• limite elastico elevato
• Allungamento significativo. 

Queste caratteristiche possono essere ulteriormente migliorate padroneggiando l'analisi chimica e il trattamento termico della matrice metallica. 
La ghisa sferoidale, tuttavia, conserva le tradizionali qualità meccaniche delle ghise, derivanti dal suo elevato contenuto di carbonio: 

• resistenza alla compressione,
• attitudine alla modellazione
• resistenza all'abrasione,
• lavorabilità,
• resistenza alla fatica. 

Riferimento normativo 

Tutti i tubi, i raccordi e gli accessori per tubazioni per l'approvvigionamento idrico Saint-Gobain PAM sono realizzati in ghisa GS conforme alle norme EN 545 e ISO 2531.