L'acciaio, nei termini più elementari, è un raffinato ferro elementale miscelato con il carbonio per formare un materiale più resistente. Tuttavia, ci sono migliaia di diverse forme di acciaio, in quanto si tratta di un processo chimico con dozzine di possibili sostanze chimiche aggiunte per proprietà specifiche. Nonostante l'ampia gamma di diverse composizioni, l'acciaio può essere classificato in una delle tre famiglie di base: acciai inossidabili, acciai per utensili e acciaio dolce o a basso tenore di carbonio.
Alla fonderia vengono aggiunti diversi prodotti chimici all'acciaio per proprietà specifiche.Chimica
La differenza più evidente tra l'utensile, l'acciaio dolce e l'acciaio inossidabile è la composizione chimica dell'acciaio. Generalmente, gli acciai dolci sono acciai semplici con pochissimi additivi elementari. Gli acciai per utensili sono personalizzati per proprietà specifiche mediante l'uso di più additivi e gli acciai inossidabili hanno concentrazioni molto elevate di uno o due elementi. Il carbonio è forse l'additivo chimico più critico, poiché determina direttamente la temprabilità dell'acciaio. Gli acciai leggeri contengono in genere meno dell'1 percento di carbonio in massa; Gli acciai per utensili possono contenere fino al 15 percento o più di carbonio, così come gli acciai inossidabili. Gli acciai inossidabili contengono fino al 20 percento di cromo e concentrazioni relativamente elevate di nichel, sostanze chimiche non tipicamente aggiunte agli acciai dolci o per utensili. Gli acciai per utensili possono contenere più additivi in tracce o in concentrazioni più elevate. Questi elementi determinano proprietà fisiche e meccaniche specifiche.
Proprietà fisiche
Le proprietà fisiche di un acciaio sono determinate dalla sua chimica. In genere, gli acciai dolci hanno una tenacità moderata e sono abbastanza facili da saldare, grazie alla loro semplice composizione, ma sono soggetti a corrosione. Acciai inossidabili e da moderati a difficili da saldare, a causa della loro composizione complessa, ma sono molto resistenti alla corrosione. Gli acciai per utensili hanno eccellente lavorabilità, temprabilità e resistenza all'usura, ma possono essere soggetti a corrosione.
Temprabilità
La temprabilità o la capacità di trasformare l'acciaio da malleabile a duro, è determinata dal contenuto di carbonio e, in misura minore, da oligoelementi. Di norma, gli acciai dolci non sono generalmente in grado di essere induriti, poiché contengono così poco carbonio. Alcuni acciai inossidabili possono essere induriti, ma non tutte le forme di acciaio inossidabile hanno questa capacità. Quasi tutti gli acciai per utensili possono essere temprati, ma con l'uso di mezzi diversi. Alcuni devono essere temprati in olio o acqua per essere adeguatamente induriti, mentre altri sono in grado di indurirsi nell'aria dopo un adeguato trattamento termico.
Usi
Gli acciai leggeri sono generalmente gli acciai più economici e quelli fabbricati con la massima abbondanza. Sono usati come materiali strutturali e come teli nelle costruzioni. Gli acciai inossidabili sono utilizzati nei prodotti finiti, come materiali per la ristorazione o come rivestimento, dove è necessaria la resistenza alla corrosione. L'acciaio per utensili viene utilizzato quasi esclusivamente nella lavorazione meccanica e nella fabbricazione di utensili, anche se alcune posate sono realizzate anche con determinati gradi.
