30 curiosità su Acciaio: dalla ghisa all'inox

Che cosa significa alla lettera il termine inglese «stainless» riferito all'acciaio?

Il nome è appropriato: questi acciai si ossidano in superficie ma non arrugginiscono negli ambienti atmosferici e naturali.

Da quale lingua deriva l'abbreviazione «inox» usata per l'acciaio inossidabile?

Viene dall'espressione «acier inoxydable»; i tedeschi usano invece «rostfrei Stahl».

Che cosa attraversava la ghisa liquida nel convertitore ideato da Henry Bessemer?

L'inventore inglese aveva notato l'estrema facilità con cui carbonio, silicio e manganese si combinano con l'ossigeno, e volle sfruttarla per affinare il metallo.

Nell'acciaio inox 18/10, molto usato nel settore alimentare, quale metallo è presente al 10%?

L'altro numero indica il 18% di cromo. Gli acciai inossidabili sono stati perfezionati soprattutto fra gli anni quaranta e sessanta del Novecento.

Qual è il contenuto minimo di cromo libero perché un acciaio sia ritenuto inossidabile?

Per «libero» si intende non combinato al carbonio: i carburi di cromo che precipitano ai bordi dei grani tolgono metallo utile allo strato protettivo.

Quali acciai, nella classificazione per tenore di carbonio, sono i più comuni e meno pregiati?

La scala va dagli extra dolci, con carbonio tra lo 0,05% e lo 0,15%, fino agli extra duri, che arrivano allo 0,85%.

A quale materiale comune è paragonato l'acciaio amorfo, considerato un liquido super-viscoso?

Di norma l'acciaio ha una struttura cristallina: quella amorfa si ottiene solo con velocità di raffreddamento estremamente rapide.

A quale periodo risale la nascita dei primi forni elettrici per produrre acciaio?

In questi forni si fondono rottami ferrosi preparati in apposita pezzatura; il diametro, secondo la capacità, va da 4 a 8 metri.

Di quale materiale sono i tre elettrodi che generano l'arco voltaico nel forno elettrico?

L'arco scocca fra gli elettrodi e il rottame sottostante; per agevolare la fusione si possono usare anche bruciatori a metano e lance a ossigeno.

Come si chiama il fenomeno per cui uno strato di ossido protegge l'acciaio inox dalla ruggine?

Lo strato nasce dal cromo che si ossida a contatto con l'ossigeno: è aderente e molto resistente, e impedisce un'ulteriore ossidazione.

Oltre a minerale ferroso e coke, quale materiale compone la «carica» di un altoforno?

I tre materiali sono disposti a strati alterni e introdotti dalla bocca dell'altoforno con montacarichi a piano inclinato.

Quale metallurgista di Sheffield scoprì nel 1913 un acciaio che non arrugginiva all'aria?

Stava sperimentando acciai per canne di armi da fuoco: il provino conteneva il 13-14% di cromo e un tenore di carbonio relativamente alto, lo 0,25%.

Quale famiglia di acciai inossidabili è la più comune?

Hanno un tenore di carbonio inferiore allo 0,1% e una struttura cristallina cubica a facce centrate, che li rende non magnetici.

Come si chiamano gli acciai al solo carbonio usati per funi e strumenti musicali?

Hanno carbonio in concentrazione superiore allo 0,40% e servono anche per il cemento armato precompresso; per le funi vengono patentati.

Quale elemento di lega migliora la resistenza alla corrosione dell'acciaio Corten?

Lo stesso elemento ha però un difetto: può provocare cricche a seguito di lavorazioni a caldo.

Quale elemento è impiegato con tenori dal 13 al 25% negli acciai rapidi per utensili?

Aumenta la resistenza all'usura e la durezza: insieme al molibdeno è prezioso proprio dove gli utensili lavorano ad alte temperature.

Chi produsse nel 1740 l'acciaio moderno fondendo ferro cementato in un crogiolo?

Il suo metodo portò l'Inghilterra all'avanguardia nell'arte siderurgica. I Romani chiamavano già chalybs un tipo di ferro particolarmente resistente.

Come si chiama la parte alta dell'altoforno, sopra il crogiolo?

Nella parte bassa si raccoglie invece il ferro fuso, che alle alte temperature d'esercizio si mescola con il carbonio del coke.

Quale gas quasi inerte si insuffla dal fondo del convertitore LD per omogeneizzare il bagno?

Il gas velocizza anche la decarburazione. L'affinazione vera e propria avviene invece con un getto di ossigeno puro al 99,5%.

Quale sistema di colaggio, usato solo per grossi lingotti, evita le occlusioni gassose?

Gli altri sistemi sono il colaggio diretto, con la siviera portata sopra la lingottiera, e quello in sorgente, in cui il metallo risale dal fondo.

Come si chiama la fase in cui si disossida il bagno di acciaio liquido?

Senza questo passaggio l'ossigeno disciolto si combina con il carbonio residuo e sviluppa monossido di carbonio: sono gli acciai detti effervescenti.

In che anno Thomas e Gilchrist idearono il convertitore con rivestimento basico?

Il convertitore di Bessemer aveva un rivestimento refrattario acido ed era inadatto alle ghise ad alto tenore di fosforo: quello basico superò il limite.

Nella colata continua, come si chiama il recipiente che riceve l'acciaio dalla siviera?

Da lì il metallo scende, attraverso un tubo detto «tuffante» o a getto libero, in una lingottiera raffreddata da acqua demineralizzata.

A quale temperatura circa si riscaldano i pezzi d'acciaio nella cianurazione?

I pezzi vengono immersi o cosparsi di cianuro di potassio, restano nel bagno liquido per 10-15 minuti e poi si raffreddano rapidamente.

Quale scambiatore di calore rigenerativo fornisce l'aria calda all'altoforno?

Le sue pareti divisorie di refrattario vengono riscaldate dai gas usciti dalla bocca dell'altoforno e cedono poi il calore alla corrente d'aria.

In che anno gli inglesi Woods e Clark brevettarono una lega di ferro con il 35% di cromo?

La lega era resistente agli acidi, ma l'industrializzazione dell'acciaio inossidabile arrivò soltanto diversi anni più tardi.

Quale elemento di lega è caratteristico degli acciai super-rapidi per utensili?

Senza questo elemento l'acciaio rapido guadagna tenacità, ed è quindi preferito per punte elicoidali, maschi e coltelli.

A quale temperatura viene rinvenuto, anche più volte, l'acciaio rapido?

L'operazione si ripete a causa dell'enorme quantità di austenite residua. Prima l'acciaio viene ricotto e poi temprato a 1180-1300 °C.

Come viene chiamata la fragilità al rinvenimento che il molibdeno contrasta negli acciai?

Il problema riguarda gli acciai da bonifica, che di solito vengono temprati in acqua o in olio e poi rinvenuti a circa 620 °C.

Quale elemento, aggiunto alla lega, inibisce la nucleazione per ottenere acciai amorfi?

Il procedimento è stato descritto sulla rivista Physical Review Letters il 18 giugno 2004: ne risulta un acciaio con durezza e resistenza circa doppie o triple dei migliori acciai convenzionali.