La ghisa e l'acciaio al carbonio hanno entrambi un contenuto di carbonio che li rende simili. Ma il contenuto di carbonio in entrambi i prodotti di ferro è diverso.
Il diverso contenuto di carbonio in entrambi questi materiali conferisce loro caratteristiche distinte e porta chiaramente un contrasto tra i materiali.
L'alta percentuale di contenuto di carbonio nella ghisa li rende fragili mentre la bassa percentuale di contenuto di carbonio nell'acciaio al carbonio non ne ostacola la duttilità.
Punti chiave
- La ghisa contiene un tenore di carbonio più elevato rispetto all'acciaio al carbonio, il che la rende fragile e meno malleabile.
- L'acciaio al carbonio deriva dall'ulteriore lavorazione della ghisa, che riduce il contenuto di carbonio e le impurità.
- L'acciaio al carbonio ha una gamma più ampia di applicazioni grazie alla sua maggiore resistenza e durata.
Ghisa contro acciaio al carbonio
La ghisa è un prodotto intermedio dell'industria del ferro. Viene prodotto fondendo il minerale di ferro con coke e calcare in un altoforno. È anche un materiale fragile e ad alto contenuto di carbonio. L'acciaio al carbonio è una lega di ferro e carbonio, con un contenuto di carbonio compreso tra lo 0.2% e il 2.1%.
La ghisa è una delle prime fasi della produzione di acciaio. Ha una grande quantità di carbonio in esso che è dovuta al fatto che manca di purificazione che può essere ottenuta solo con altri metodi.
La ghisa nella sua forma più pura è chiamata acciaio (la purezza è in termini di contenuto di carbonio). Storicamente veniva trasformato in ferro battuto che, dopo una successiva purificazione, può essere trasformato in acciaio.
L'acciaio al carbonio ha circa il 2 percento del contenuto di carbonio se misurato in termini di peso. Può avere anche altri contenuti metallici come nichel, tungsteno o qualsiasi altro metallo che viene aggiunto ad esso per effetti leganti.
Il termine acciaio al carbonio può indicare anche acciai che non rientrano nella categoria degli acciai puri. Viene utilizzato per realizzare varie cose come macchine, strumenti utilizzati per il taglio, ecc.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Ghisa | Acciaio al carbonio |
|---|---|---|
| Contenuto di carbonio | Contiene una grande quantità di carbonio, fino al 5%. | Contiene una piccola quantità di carbonio, fino al 2%. |
| duttilità | Non è duttile. | È duttile e può essere tirato in fili. |
| Impiego | Ha un uso molto limitato. | Ha una varietà di utilizzo. |
| Fasi di purezza | È la fase iniziale della purezza del ferro. | È in una fase avanzata in termini di purezza. |
| saldabilità | Non può essere saldato a causa dell'altissimo contenuto di carbonio. | È più saldabile rispetto alla ghisa. |
Cos'è la ghisa?
La ghisa chiamata anche metallo caldo nella sua forma fusa viene prodotta allo scopo di immagazzinare il metallo. Dopo essere stato trasferito in un mestolo nella sua forma fusa, viene raffreddato e trasformato in maialini che possono essere utilizzati in seguito o venduti.
La ghisa viene anche utilizzata per produrre ghisa grigia alterando il contenuto di carbonio e aggiungendo alcuni rottami di acciaio, ecc. Parte della ghisa può essere trasformata in ferro con duttilità che si ottiene riducendo il contenuto di carbonio.
La ghisa può essere utile anche per diluire il contenuto di altri elementi nella ghisa duttile.
La ghisa non fu prodotta fino all'arrivo in Europa del periodo medievale.
In precedenza la fusione era popolare e le persone erano solite produrre ferro battuto utilizzando il metodo di riduzione diretta.
Il nome ghisa è stato ottenuto perché tradizionalmente la forma degli stampi era tale che il ferro pieno risultante somigliava a un gran numero di maialini.
È realizzato con l'intenzione di riutilizzarlo in quanto diventa facile da maneggiare e comodo da usare.
Indipendentemente dalle impurità che la ghisa ottiene durante il processo di fabbricazione, si rivela utile per la praticità di manipolazione.
L'uso della ghisa risale al 256 aC e prima in Asia.
Cos'è l'acciaio al carbonio?
A seconda del contenuto di carbonio, gli acciai al carbonio possono essere classificati in varie forme. Ma in linea di massima possono essere classificati in due categorie: acciaio al carbonio dolce e acciaio con elevata resistenza alla trazione.
La resistenza alla trazione dell'acciaio è inversamente proporzionale alla quantità di carbonio contenuto in esso. Pertanto, si può facilmente capire che gli acciai ad alta resistenza avranno una minore quantità di carbonio in esso.
La variazione del contenuto di carbonio può portare a differenze di proprietà come plasticità, duttilità, saldabilità, ecc.
L'acciaio al carbonio dolce ha un contenuto di carbonio molto basso che va da un massimo di 0.5 a un minimo di 0.25%. Secondo l'AISI (American Iron and Steel Institute), il contenuto di carbonio per diversi acciai al carbonio è diverso e ha definito un intervallo per ogni tipo.
Ad esempio, l'acciaio ad alto tenore di carbonio può avere un contenuto di carbonio compreso tra lo 0.6% e l'1%.
È l'acciaio ad altissimo tenore di carbonio che ha il massimo contenuto di carbonio. Il contenuto di carbonio sale al 2%.
Il contenuto di carbonio è il fattore determinante che determina il punto di snervamento di qualsiasi acciaio al carbonio. Le proprietà chimiche di tali acciai possono essere modificate mediante trattamento termico.
Gli acciai al carbonio che possono subire un trattamento termico elevato si trovano con un contenuto di carbonio compreso tra lo 0.3% e l'1.7%. Anche gli altri materiali presenti nell'acciaio determinano la resistenza dell'acciaio.
Le loro proprietà di duttilità, malleabilità, saldabilità, ecc. dipendono in gran parte dall'intero processo e non solo dal contenuto di carbonio.
Principali differenze tra ghisa e acciaio al carbonio
- La ghisa e l'acciaio al carbonio sono diversi l'uno dall'altro in termini di contenuto di carbonio. La ghisa ha un contenuto di carbonio più elevato rispetto all'acciaio al carbonio.
- La ghisa viene utilizzata per conservare o vendere il metallo, mentre l'acciaio al carbonio viene utilizzato per realizzare fili e altri oggetti.
- L'acciaio al carbonio è più malleabile della ghisa a causa del minor contenuto di carbonio in esso contenuto.
- La ghisa non può essere saldata mentre gli acciai al carbonio hanno la proprietà della saldabilità.
- Anche la ghisa e l'acciaio al carbonio differiscono in termini di duttilità, la ghisa è meno duttile rispetto all'acciaio al carbonio.
- https://www.jstage.jst.go.jp/article/isijinternational/47/1/47_1_53/_article/-char/ja/
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s12649-013-9223-1.pdf
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=rsdbs92yGs4C&oi=fnd&pg=PP7&dq=Difference+Between+Pig+Iron+and+carbon+steels&ots=-PIF83b5cs&sig=YHu2ta04UzGOQkDT_Xovq7HXdqs
- https://www.researchgate.net/profile/Tariq-Islam-6/publication/332772564_Classification_and_Application_of_Plain_Carbon_Steels/links/605afd73a6fdccbfea00ada5/Classification-and-Application-of-Plain-Carbon-Steels.pdf
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