La ghisa duttile è un materiale ad alta-resistenza formato dall'aggiunta di magnesio alla ghisa fusa. Ciò si ottiene aggiungendo minerali al ferro fuso, facendo sì che la grafite contenuta nella ghisa si solidifichi in sferoidi (noduli), anziché nella comune struttura a scaglie che si trova nella ghisa grigia standard. Si crea così un materiale ibrido che combina la colabilità della ghisa con le proprietà meccaniche dell'acciaio, rendendolo più versatile e più duro della ghisa grigia.
Queste strutture nella grafite sferoidale aiutano a evitare la fragilità della ghisa grigia e aiutano la ghisa duttile a distribuire e assorbire lo stress meglio della prima. Queste proprietà lo rendono adatto per una varietà di applicazioni ad alta-resistenza, alta-tenacità e resistenza all'usura-.
Il ferro duttile viene prodotto attraverso un processo chiamato "sferoidizzazione" o "pellettizzazione". In questo processo, una piccola quantità di magnesio (e talvolta di cerio) viene aggiunta alla ghisa fusa. Reagisce con il carbonio nel ferro, provocando la sferoidizzazione della grafite.
Il processo di fusione è rigorosamente controllato e richiede prestazioni eccellenti nella gestione della temperatura e della composizione chimica. Il processo prevede generalmente le seguenti fasi: fusione; aggiunta di magnesio; fusione.
La fusione può quindi essere lavorata nella forma appropriata. Rispetto alla tradizionale ghisa grigia, questa fusione presenta una maggiore resistenza alla trazione, duttilità e resistenza alla fatica e anche le proprietà meccaniche del prodotto finito sono migliorate.
Differenze tra Ghisa Grigia e Ghisa Sferoidale
Microstruttura: nella ghisa grigia, la struttura della grafite è costituita da particelle di grafite grandi e angolari. Ciò si traduce in proprietà meccaniche inferiori, come minore resistenza alla trazione e duttilità. A differenza della ghisa grigia, la ghisa duttile ha tenacità sferoidale o globulare. Rispetto ai getti, questo materiale ha una migliore distribuzione delle sollecitazioni e non produce fragilità.
Resistenza: la ghisa sferoidale ha una resistenza alla trazione significativamente più elevata rispetto alla ghisa grigia. Sebbene la ghisa grigia sia effettivamente utile nelle applicazioni non-portanti-, è più soggetta a fessurazioni sotto stress.
Duttilità: grazie alla forma sferoidale delle sfere di grafite, la ghisa duttile ha una duttilità significativamente migliore rispetto alla ghisa grigia, il che significa che può assorbire maggiori deformazioni sotto stress senza rompersi. D'altro canto, la grafite lamellare presente nella ghisa grigia la rende più fragile, portando a fessurazioni premature sotto sollecitazione di trazione.
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