Che cos'è l'acciaio al carbonio forgiato?

Il termine acciaio al carbonio forgiato rappresenta una combinazione di due componenti metallurgici di base, vale a dire l'acciaio al carbonio e la forgiatura. L'acciaio al carbonio è un termine generico applicato a una gamma di varietà di acciaio di varie composizioni escluso l'acciaio inossidabile. La forgiatura è un processo di formatura del metallo che utilizza una forza ripetuta per comprimere un pezzo di metallo riscaldato nella forma finale desiderata. La forgiatura è generalmente accettata per produrre articoli finiti di migliore qualità a causa della mancanza intrinseca di imperfezioni nella struttura in acciaio riscontrata con altri metodi di fabbricazione, rendendo le parti adatte alle applicazioni ad alta temperatura e pressione. Alcune parti comuni in acciaio al carbonio forgiato includono componenti di macchine, valvole e sistemi di tubazioni.

L'acciaio al carbonio è un identificatore abbastanza generico per una gamma di leghe d'acciaio costituite dal carbonio come principale componente di lega insieme a quantità variabili di altri elementi come tungsteno, cobalto e cromo. Generalmente nella definizione dell'acciaio al carbonio, non vengono indicate concentrazioni minime o massime per questi elementi, sebbene si ammetta che l'acciaio inossidabile non sia idoneo. In altre parole, le concentrazioni sia del carbonio primario che degli elementi leganti secondari possono essere regolate per adattarsi allo scopo finale previsto dell'acciaio. Ad esempio, aumentando il contenuto di carbonio della lega aumenta la sua durezza mentre diminuisce la sua duttilità.

La forgiatura è uno dei più antichi metodi di formatura dei metalli e comporta un impatto ripetitivo manuale o motorizzato per forzare l'acciaio rovente in una certa forma. Il metallo viene riscaldato in una fucina e martellato su una maschera sagomata o tra le due metà di un set più pieno per ottenere la sua forma finale. La forgiatura manuale viene eseguita da un fabbro utilizzando martelli, tenaglie e scalpelli portatili più piccoli, con la martellatura che si svolge in genere su un'incudine. L'acciaio al carbonio forgiato prodotto da forge alimentate è martellato da grossi martelli da corsa in grado, in alcuni casi, di esercitare una notevole quantità di pressione quando colpisce il metallo caldo.

Le parti in acciaio al carbonio forgiate sono generalmente ritenute superiori a quelle realizzate con altri metodi come la fusione. Ciò è dovuto al fatto che il martellamento del metallo durante la formatura elimina la maggior parte dei microscopici difetti cristallini, come bolle d'aria e fessure, che caratterizzano le parti in fusione. Questa integrità strutturale rende le parti in acciaio al carbonio forgiate più forti e più adatte alle applicazioni che prevedono alte pressioni e temperature. Questa forza rende questi pezzi forgiati ideali per sistemi di tubazioni di petrolio e gas, parti di macchine e meccanismi interni di valvole ad alta pressione.

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