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1. Panoramica della ghisa duttile
La ghisa duttile, nota anche come ghisa nodulare o ghisa a grafite sferoidale, è un tipo di ghisa caratterizzata da elevata resistenza, eccellente duttilità e resistenza agli urti. A differenza della tradizionale ghisa grigia, la ghisa duttile contiene inclusioni di grafite nodulare, che impediscono la propagazione delle cricche e migliorano la tenacità. È ampiamente utilizzato nelle industrie che richiedono componenti durevoli e versatili.
2. Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche della ghisa duttile la rendono adatta per un'ampia gamma di applicazioni ingegneristiche. Le proprietà chiave includono:
- Elevata resistenza alla trazione, generalmente compresa tra 400 e 700 MPa.
- Eccellente allungamento del 10-18%, garantendo una duttilità superiore rispetto alla ghisa grigia.
- Buona resistenza alla fatica e agli urti, che lo rendono affidabile sotto carichi ciclici.
- Resistenza all'usura, adatta per componenti esposti ad attrito o abrasione.
3. Applicazioni comuni
La ghisa duttile è molto apprezzata per le applicazioni che richiedono una combinazione di resistenza, tenacità e durata. Le applicazioni comuni includono:
- Tubi e raccordi per impianti idrici e fognari.
- Componenti automobilistici, come alberi a gomiti, ingranaggi e parti di sospensioni.
- Parti di macchinari pesanti, comprese attrezzature agricole e edili.
- Valvole industriali e alloggiamenti di pompe, dove la resistenza alla pressione e all'usura è fondamentale.
4. Tecniche di produzione
4.1 Fusione e lega
La ghisa sferoidale viene prodotta fondendo ghisa e rottami in un cubilotto o in un forno a induzione. Elementi leganti, come magnesio o cerio, vengono aggiunti per indurre la formazione di grafite nodulare. Il controllo preciso della composizione chimica garantisce proprietà meccaniche costanti.
4.2 Processo di fusione
La ghisa sferoidale fusa viene colata negli stampi per creare componenti di varie forme e dimensioni. I metodi di fusione comuni includono:
- Colata in sabbia per forme grandi e complesse.
- Microfusione per pezzi di precisione con superfici lisce.
- Stampaggio a conchiglia per componenti medio-piccoli che richiedono elevata precisione dimensionale.
4.3 Trattamento termico
Il trattamento termico può migliorare ulteriormente le proprietà della ghisa duttile. I trattamenti comuni includono la ricottura per alleviare lo stress, la tempra e il rinvenimento per aumentare la durezza e la resistenza e la normalizzazione per affinare la microstruttura.
5. Confronto con la ghisa grigia
La ghisa duttile offre vantaggi significativi rispetto alla tradizionale ghisa grigia in termini di prestazioni meccaniche. La tabella seguente riassume le principali differenze:
| Proprietà | Ferro duttile | Ferro grigio |
| Resistenza alla trazione | 400-700MPa | 200-400MPa |
| Allungamento | 10-18% | 1-3% |
| Resistenza agli urti | Alto | Basso |
| Applicazioni | Tubi, parti automobilistiche, macchinari | Blocchi motore, alloggiamenti di macchinari |
