Il vantaggio più importante della ghisa grigia risiede nelle sue eccellenti proprietà di fusione. L'alto contenuto di carbonio fa sì che il carbonio esista sotto forma di grafite in scaglie, che migliora significativamente la fluidità del metallo fuso e riduce il ritiro di solidificazione, consentendo così la fabbricazione di getti con strutture complesse e grandi dimensioni. Allo stesso tempo, la ghisa grigia mostra anche una lavorabilità superiore. Le scaglie di grafite agiscono come lubrificante e favoriscono la rottura del truciolo durante la lavorazione, riducendo l'usura dell'utensile e ottenendo superfici lavorate lisce, rendendolo estremamente popolare nel campo della lavorazione. Inoltre, la ghisa grigia possiede eccellenti capacità di smorzamento delle vibrazioni. La grafite in scaglie assorbe e dissipa efficacemente l'energia delle vibrazioni, rendendola una scelta comune per le parti strutturali che richiedono elevata rigidità e bassa risposta alle vibrazioni, come basamenti di macchine utensili, blocchi motore e alloggiamenti di compressori.
La ghisa grigia presenta anche una buona conduttività termica ed elettrica. Grazie alla conduttività termica della grafite, il materiale ha una forte conduttività termica complessiva, consentendo una rapida dissipazione del calore e rendendolo ampiamente utilizzato in componenti termici come dischi freno, blocchi cilindri e forni. Anche la sua resistenza alla compressione è degna di nota, raggiungendo tipicamente 3-4 volte la sua resistenza alla trazione, rendendolo ideale per applicazioni soggette a carichi statici o compressivi. Inoltre, il processo di produzione maturo, le materie prime facilmente disponibili e il costo relativamente basso della ghisa grigia ne fanno un materiale industriale economicamente vantaggioso.
Tuttavia, la ghisa grigia presenta anche notevoli inconvenienti. La grafite in scaglie all'interno della matrice agisce come crepe interne, interrompendo la continuità del metallo e riducendone significativamente la resistenza alla trazione e la resistenza all'impatto, mostrando una pronunciata fragilità e rendendolo incline alla frattura sotto carichi di trazione o impatto. Inoltre la ghisa grigia ha scarsa saldabilità; il suo alto contenuto di carbonio e la precipitazione di grafite causano facilmente infragilimento o porosità nell'area di saldatura, rendendo difficile la riparazione della saldatura. Nelle applicazioni di tenuta ad alta-pressione, le prestazioni di tenuta sono inadeguate e possono facilmente causare problemi di perdite. Le prestazioni della ghisa grigia dipendono fortemente anche dalle condizioni di raffreddamento, dallo spessore della sezione trasversale e dai parametri del trattamento di inoculazione; un controllo improprio può facilmente provocare difetti di fusione come struttura in ghisa bianca, porosità da ritiro o microstruttura irregolare.
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