Che cos'è l'acciaio al carbonio medio?

L'acciaio è una lega di metalli costituita principalmente da ferro e contenente dallo 0,2 al 2,1% di carbonio. Tutto l'acciaio contiene carbonio, ma il termine "acciaio al carbonio" si applica specificamente all'acciaio che contiene carbonio come principale componente di lega. L'acciaio al carbonio medio è un acciaio al carbonio che contiene tra 0,30 e 0,60 percento di carbonio. Ha anche un contenuto di manganese tra lo 0,6 e l'1,65 per cento. Questo tipo di acciaio offre un buon equilibrio tra resistenza e duttilità ed è comune in molti tipi di parti in acciaio.

Il ferro è costituito da un reticolo cristallino di atomi di ferro che consente agli atomi di scivolare uno accanto all'altro, rendendo il ferro puro relativamente morbido. Il carbonio in acciaio riduce questa tendenza, rendendo l'acciaio al carbonio medio più duro del ferro. Ulteriori elementi come cromo, manganese, tungsteno e vanadio possono anche fungere da agenti indurenti per l'acciaio. La proporzione precisa di questi elementi determina le proprietà specifiche dell'acciaio.

Il carbonio aggiuntivo rende l'acciaio più duro ma anche più fragile, quindi la produzione di acciaio al carbonio richiede un equilibrio tra durezza e duttilità. Gli usi più comuni dell'acciaio al carbonio medio sono in macchinari pesanti, come assali, alberi a gomiti, giunti e ingranaggi. L'acciaio al carbonio medio con un contenuto di carbonio tra lo 0,4 e lo 0,6 per cento è comunemente usato nell'industria ferroviaria per realizzare assi, binari e ruote.

Il trattamento dell'acciaio al carbonio medio con calore modifica significativamente le proprietà meccaniche, come duttilità, durezza e resistenza. Il trattamento termico dell'acciaio influenza leggermente altre proprietà come la sua capacità di condurre calore ed elettricità. Esistono vari metodi per trattare l'acciaio con il calore.

Il contenuto di carbonio e manganese nell'acciaio al carbonio medio rende l'estinzione e la tempra il metodo più comune di trattamento termico per questo tipo di acciaio. Questo processo generalmente comporta il riscaldamento ripetuto dell'acciaio a meno di 1.323 ° F (circa 723 ° C) e il raffreddamento rapido spegnendolo in un liquido come olio o acqua. La temperatura e il tempo di questo processo consentono al produttore di controllare con precisione le proprietà finali dell'acciaio.

La cementazione è un processo per la tempra dell'acciaio che interessa solo l'esterno dell'acciaio. Questo produce un esterno duro, resistente all'acqua con un interno più duttile. L'acciaio al carbonio è spesso cementato perché è difficile indurire completamente una parte spessa di acciaio al carbonio. L'acciaio con più agenti leganti rispetto a quello dell'acciaio al carbonio medio ha una maggiore capacità di essere indurito e potrebbe non aver bisogno di essere cementato.