Che cos'è l'acciaio per utensili?
L'acciaio per utensili è un tipo di acciaio con proprietà meccaniche che lo rendono un materiale desiderabile per gli utensili. Gli acciai per utensili sono degni di nota per la loro durezza, capacità di trattenere un bordo affilato o resistenza ai danni da abrasione e deformazione. Esistono un certo numero di acciai legati e al carbonio, generalmente realizzati con un prodotto di trattamento termico e tempra, adatti come acciai per utensili. L'acciaio per utensili è realizzato in diversi gradi e può essere utilizzato per realizzare utensili come stampi, attrezzature per l'edilizia e assi. Oltre a produrre utensili, viene utilizzato anche in altre applicazioni che richiedono materiali con proprietà meccaniche dell'acciaio per utensili.
I diversi gradi di acciaio per utensili sono spesso classificati secondo un sistema chiamato acciaio SAE o acciaio AISI / SAE, creato dalla Society of Automotive Engineers (ora SAE International) e dall'American Iron and Steel Institute. Indica ogni tipo di acciaio con una lettera che ne indica le proprietà o il metodo di produzione, come il grado W per l'acciaio indurito con acqua o il grado S per gli acciai resistenti agli urti. Ogni tipo di acciaio all'interno di queste grandi categorie riceve quindi un numero individuale che segue la lettera.
La forma più comune di acciaio per utensili è il grado W, una forma di acciaio al carbonio popolare per il suo basso costo. Alcuni tipi di acciaio di grado W includono anche silicio, molibdeno o manganese per aumentare la tenacità dell'acciaio. Si chiama tempra ad acqua perché l'acqua viene utilizzata durante l'estinzione, un passo nel processo di produzione di molti acciai in cui l'acciaio riscaldato viene rapidamente ridotto di temperatura. L'acciaio per utensili di grado W è duro, ma tende a essere fragile e non resiste bene a temperature superiori a 150 ° C (302 ° F). Gli acciai per utensili di grado W sono comunemente usati per realizzare lame come cesoie e rasoi; parti di macchine per macchinari che non incontrano né producono alte temperature; e strumenti come martelli, trapani e scalpelli.
I gradi A, O e D sono acciai prodotti dalla lavorazione a freddo, un processo in cui l'acciaio è sottoposto a stress meccanico fino a quando non subisce una deformazione plastica, un cambiamento permanente nella microstruttura dell'acciaio. Questo processo aumenta la resistenza alla trazione e la durezza dell'acciaio mentre ne riduce la duttilità e le forme risultanti di acciaio sono comunemente utilizzate per scopi quali lame e macchine utensili. L'acciaio di grado O è indurito con olio mentre il grado A è indurito con aria, metodi che producono meno distorsione nell'acciaio rispetto all'indurimento con acqua. L'acciaio di grado D contiene una grande quantità di cromo, che costituisce dal 10 al 18% della lega. Oltre agli acciai al cromo, A, O e D sono spesso legati con altri metalli, tra cui manganese, tungsteno e vanadio, e con metalli non metallici come zolfo e fosforo.
L'acciaio di grado H è un acciaio per utensili per lavorazione a caldo, creato causando deformazione plastica nell'acciaio attraverso un'esposizione prolungata alle alte temperature. Questi acciai hanno elevata resistenza e durezza, ma lievi distorsioni dal processo di raffreddamento e contrazione termica li rendono meno adatti dell'acciaio per lavorazione a freddo per applicazioni con tolleranze ingegneristiche molto rigide. Il cromo, il tungsteno e il molibdeno sono elementi leganti comuni negli acciai di questo grado.
I gradi T e M sono tipi di acciaio ad alta velocità, che si distingue per la sua capacità di trattenere elevata durezza alle alte temperature. Questa proprietà lo rende adatto per l'uso in utensili da taglio motorizzati e matrici per stampi, dove la sua resistenza al calore prodotto dall'attrito gli consente di lavorare a velocità più elevate rispetto ad altri acciai. L'acciaio di grado T è chiamato per il suo alto contenuto di tungsteno, mentre l'acciaio di grado M contiene un'alta quantità di molibdeno. Ulteriori elementi leganti comuni in questi acciai includono vanadio, cromo e cobalto.
Gli acciai di grado S sono acciai per utensili caratterizzati da un'elevata resistenza agli urti. Hanno meno carbonio rispetto ad altre leghe di acciaio, il che riduce la loro resistenza all'abrasione ma aumenta la loro tenacità. L'acciaio di grado S viene utilizzato in attrezzature come martelli pneumatici che devono essere in grado di resistere a forti impatti.
Alcuni tipi di acciaio per utensili hanno caratteristiche o scopi molto specializzati. L'acciaio di grado F è un tipo di acciaio temprato all'acqua, come l'acciaio di grado W, ma ha una resistenza all'usura superiore. L'acciaio di grado P, o acciaio per stampi in plastica, viene utilizzato nelle macchine per stampaggio a iniezione e pressofusione. L'acciaio per impieghi speciali di grado L o di bassa lega è un tipo di acciaio molto resistente con poco materiale legante e contenuto di ferro molto elevato.