Ghisa

La ghisa è una lega ferro-carbonio con tenore di carbonio relativamente alto ottenuta per riduzione o comunque trattamento a caldo dei minerali di ferro.

Ghisa grigia (lamellare)

La ghisa lamellare o ghisa grigia costituisce la tipologia di ghisa più diffusa ed è prodotta con la fusione di rottame di ghisa e di acciaio, con l’aggiunta di elementi grafitizzanti. Il silicio è l’elemento grafitizzante per eccellenza.

A causa delle lamelle, del silicio e del fosforo, spesso si ha fragilità; per ridurla si inocula il bagno con CaSi, che favorisce la nucleazione eterogenea e quindi la formazione di lamelle corte. In ogni caso la fragilità indotta dalla grafite in lamelle mette in secondo piano la costituzione perlitica o ferritica della matrice metallica e rende inutile parlare di snervamento, duttilità e resilienza.

La quantità di grafite è inversamente proporzionale alla velocità di raffreddamento.

Ghisa duttile

La ghisa duttile (detta anche ghisa sferoidale o ghisa a grafite sferoidale o ghisa nodulare) è una ghisa in cui la grafite, anziché sotto forma di lamelle, si presenta in noduli a forma di sferoidi. I noduli si trovano in una matrice metallica la cui struttura è funzione della composizione chimica del tipo specifico di ghisa, della velocità di raffreddamento al momento della solidificazione e degli eventuali trattamenti termici successivi.

La forma sferoidale della grafite produce una minore concentrazione di tensione rispetto a quella lamellare; inoltre la forma sferica è quella che a parità di volume presenta la minore superficie e la matrice risulta perciò meno danneggiata riuscendo così a sfruttarne meglio le caratteristiche. Inoltre nella ghisa sferoidale i noduli di grafite esercitano un’azione di arresto per le cricche, a differenza della grafite lamellare che offre una via preferenziale per la loro propagazione

Ghisa malleabile

La ghisa malleabile contiene grafite in forma di fiocchi grazie alla decomposizione termica della cementite presente nella ghisa bianca a seguito di un trattamento termico di ricottura: partendo dalla ghisa bianca non legata, in pezzi di piccolo spessore (e questo è un notevole limite nella produzione di ghisa malleabile), il processo termico prevede un riscaldamento a 950 °C per molte ore in modo da favorire la decomposizione.

La formazione di grafite in fiocchi (in un matrice ferritica o perlitica) conferisce maggiore snervamento e duttilità, avvicinandosi in questo all’acciaio dolce. Alla ghisa vengono aggiunti elementi di lega per migliorarne alcune proprietà ad esempio un tenore di rame tra lo 0.25 e l’1.25% aumenta la resistenza alla corrosione, mantenendo elevata durezza, carico di rottura e di snervamento e duttilità.

Ghisa bianca

La ghisa bianca è una particolare varietà di ghisa che non contiene carbonio grafitico, ma esclusivamente cementite. Si presenta argentea alla frattura, ha una altissima durezza, resistenza all’usura e alla corrosione ma risulta notevolmente fragile e non lavorabile all’utensile, solo per fusione. In prima approssimazione differisce dalla ghisa grigia per composizione e tempo di raffreddamento. Infatti le ghise bianche si ottengono per rapido raffreddamento e, come già detto, contengono solo cementite, mentre le ghise grigie si ottengono per lento raffreddamento e contengono quantità variabili di perlite e grafite e pertanto risultano più tenaci e lavorabili. È usata esclusivamente per la produzione dell’acciaio.