Il silicio


Il Silicio, insieme al Manganese, è sempre presente negli acciai dato che i minerali di Ferro contengono comunque Silicio. Anche il refrattario che riveste i forni contiene silicati che possono passare nel bagno. Si può però pararle di acciai al Silicio solo quando il tenore eccede 0,8÷1 %. Il Silicio non è un metallo, ma un “metalloide” (il chimico svedese J. J. Berzelius chiamò metalloidi quegli “elementi gassosi o solidi senza splendore metallico, cattivi conduttori del calore e dell’elettricità, i cui composti con l’ossigeno hanno proprietà acide“), così come il Fosforo e lo Zolfo, di cui si parlerà in seguito. Dall’osservazione del diagramma strutturale degli acciai al Silicio, si nota un’area con tendenza alla separazione della grafite. L’influenza del Silicio permette di avere grafite con tenori di Carbonio molto inferiori a quelli delle ghise, pur con modeste presenze di Silicio. Per quanto riguarda le caratteristiche meccaniche, la presenza di Silicio innalza significativamente la resistenza, il limite di snervamento e la durezza; in particolare, la resistenza a trazione aumenta di circa 10 kg/mm2, per ogni punto % di Silicio, così come lo snervamento. Per elevati tenori di Silicio, la tenacità dell’acciaio diminuisce drasticamente tanto da poter ritenere nulli allungamento, strizione e resistenza: si sta parlando  di tenori che raggiungono e superano il 5%. La presenza di Silicio riduce la velocità critica di raffreddamento, il che comporta un significativo miglioramento della temprabilità. Per quanto riguarda le proprietà chimiche, l’azione del Silicio conferisce resistenza agli acidi e, in generale, agli agenti corrosivi, mentre favorisce la resistenza all’ossidazione a caldo, in particolare quando sono presenti in lega anche Cromo ed Alluminio. Tenori di Silicio intorno al 14% rendono l’acciaio particolarmente resistente agli agenti chimici, ma, come contropartita, non permettono più la forgiatura. Infatti la deformabilità a caldo degli acciai è fortemente limitata dalla presenza di Silicio, il cui tenore superiore al 6% impedisce la fucinatura. Influenza negativa si ha anche sulla deformabilità a freddo, tanto che imbutitura, imbutitura profonda e trafilatura richiedono percentuali di Silicio basse,  e sulla saldabilità, a causa della formazione di silicati. Un altro effetto negativo riguarda il trattamento superficiale di cementazione, dato che la presenza di Silicio riduce la velocità di diffusione del Carbonio e quindi la profondità di penetrazione; tenori superiori al 3% portano alla separazione di grafite allo stato cementato. Caratteristica del Silicio è il portare all’ingrossamento del grano, a causa della notevole tendenza al surriscaldo. Una aggiunta di Silicio fino al 2% circa, aumenta la resistenza meccanica e all’ossidazione ma aumenta significativamente l’elasticità: gli acciai al Silicio vengono ampiamente utilizzati per la realizzazione di molle.

 

CONDIVIDI

LASCIA UN COMMENTO

Please enter your comment!
Please enter your name here