Documentazione tecnica sulle ghise: ghise grigie

Ghise grigie

La caratteristica fondamentale di questa classe di ghise è la presenza di una struttura di grafite a forma lamellare che da origine alla particolare colorazione grigiognola che la contraddistingue.
La composizione chimica e la velocità di raffreddamento influiscono sulle caratteristiche metallografiche della grafite formata : ad esempio la presenza di un oportuno tenore di Silicio ( compreso tra 1 e il 3,5% ) favorisce la formazione di grafite. Altro elemento grafitizzante è il Fosforo ( presente in tenori tra 0,1 e 0,9% ).
Le proprietà meccaniche delle ghise grigie sono legate alla composizione chimica e alla struttura presente. Per quanto riguarda la composizione chimica un indicatore importante molto utilizzato è il tenore di carbonio equivalente ( %Ceq ) così espresso :

%Ceq = %C + (%Si + %P)/3

Se la percentuale di Carbonio scende si ha un aumento del carico a rottura fino ad un limite di 300 MPa. Per ottenere carichi più elevati è necessario introdurre nella composizione delle lega opportuni elementi come ad esempio il Manganese e lo Zolfo.
Per ciò che riguarda la formazione della microstruttura è importante la legge di raffreddamento che si realizza; a tale proposuto possiamo dire :

Raffreddamenti veloci portano a durezze e a carichi di rottura elevati a causa di un affinamento della microstruttura ottenuta
Raffreddamenti lenti, provocando un progressivo ingrossamento delle lamelle di grafite, sono la causa di una diminuzione delle caratteristiche meccaniche.

Le norme UNI classificano le ghise grigie in base al carico a rottura a trazione minimo garantito espresso in kg/mm^2 o in MPa : odiernamente è da preferire la notazione in MPa anche se è ammessa e ancora molto usata, la vecchia notazione.
La seguente tabella identifica le ghise grigie normalizzate :

Sigla UNI	Resistenza a Rottura [MPa]	Durezza HB
G00	Senza requisiti	Senza requisiti
G100	100	175
G150	150	185
G200	200	200
G250	250	220
G300	300	235
G350	350	255

Le ghise grigie non presentano un modulo di elesticità tangenziale ben preciso e quindi questo viene ottenuto analiticamente come pendenza della retta passante per l'origine e per il punto corrispondente al 25% del carico di rottura a trazione nel grafico sforzi-deformazioni. L'allungamento percentuale è quasi sempre inferiore a 0,3-0,4 .
Le ghise grigie hanno una elevata resistenza a compressione che risulta essere funzione della resistenza al taglio : in particolare si può dire che la resistenza al taglio di molte ghise è superiore a quella degli acciai. Questa caratteristica, legata alla bassa sensibilità all'intaglio, rendono le ghise grigie materiali adatti alla realizzazione di alberi di trasmissione. Bisogna ricordare poi che queste ghise possiedono una elevata capacità nello smorzamento delle vibrazioni, una discreta resistenza alla corrosione, una elevata resistenza elettrica e una elevata conducibilità termica.
Alcuni principali usi delle ghise grigie sono di seguito riportate :

Ingranaggi per macchine agricole
Rulli dentati
Camicie di motori
Alberi di trasmissione
Cassa per turbine, pompe, riduttori, motori
Piatti di appoggio per frizioni
Tamburi per freni
Anelli per pistoni
Parti di bruciatori, forni e crogioli