GHISE

Le ghise sono leghe del ferro contenenti carbonio, silicio ed altri elementi (alliganti, ovvero soluti) in minori quantità. Sono prodotte in enormi quantitativi ogni anno dato il loro ampio utilizzo anche come materiale di partenza per ottenere l’ancor più richiesto acciaio. Quest’ultimo è a sua volta una lega del ferro che, a differenza della ghisa che ha un contenuto carbonioso del 2-4%, presenta un tenore di carbonio al massimo dell’1-1.5%.

Allo stato fuso la ghisa ha una buona fluidità che ne permette una facile colabilità e lavorabilità; la velocità del successivo raffreddamento per ottenere la solidificazione è una questione chiave per l’ottenimento dei diversi tipi di ghise con le relative microstrutture.

Il primo tipo di ghisa che proviamo a descrivere è quella bianca, la cui denominazione deriva dalla caratteristica colorazione visibile in corrispondenza di una eventuale linea di frattura. In questo materiale il carbonio è presente sottoforma di carburo di ferro (cementite); può essere ottenuta attraverso un raffreddamento veloce della lega fusa. La quantità di carbonio che caratterizza la composizione della ghisa bianca è tra il 2-3% mentre il silicio è sotto l’1.5%. Presenta una buona resistenza all’usura dovuta alla sua elevata durezza, ma una bassa tenacità.

Un ulteriore tipo di ghisa è quella grigia o anche detta lamellare, dove il carbonio questa volta si presenta in forma di lamelle di grafite. Infatti il colore che vediamo in corrispondenza di una linea di frattura è grigio come la grafite. Per ottenere la ghisa grigia questa volta la solidificazione della ghisa fusa deve essere lenta, mentre la composizione di partenza prevede un tenore di carbonio alto, intorno al 3-4%, come altrettanto lo è quello in  silicio (fino al 3%). La ghisa grigia ha una media durezza , è fragile ed è la più economica e più utilizzata.

ghisa
Ghisa grigia

Un’ altra categoria di ghisa è quella definita come malleabile; per ottenerla bisogna trattare termicamente la ghisa bianca in opportuni forni per trasformare il carburo di ferro presente nella sua microstruttura in grafite. Il risultato è un materiale tenace, ben lavorabile con una resistenza meccanica di livello medio-alto.

Molto più interessanti dal punto di vista tecnologico sono le ghise sferoidali.

leghe ferrose
Ghisa sferoidale

Possiamo osservare in tal caso una composizione pressochè uguale alla ghisa grigia, con una differenza notevole nella microstruttura, che infatti non presenta la grafite in forma lamellare, ma in quella di sferoidi (quasi sfere). Questa struttura determina un materiale con caratteristiche simili a quelle dell’acciaio. Per ottenere la ghisa sferoidale è fondamentale mantenere bassa la concentrazione di impurezze, soprattutto elementi non metallici quali ossigeno, zolfo e fosforo.

Chimitutor -8 Maggio 2019