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L’acciaio nel Kart e in altre applicazioni

Acciaio è il nome comunemente dato ad una lega costituita principalmente da ferro e carbonio più altri elementi che consentono di tarare le caratteristiche...

Acciaio è il nome comunemente dato ad una lega costituita principalmente da ferro e carbonio più altri elementi che consentono di tarare le caratteristiche del materiale alla particolare esigenza alla quale questo dovrà assolvere. Il carbonio, solitamente in percentuali inferiori al 2,11% (oltre la quale si parla di ghisa, materiale differente per caratteristiche e lavorabilità), si presenta all’interno della struttura molecolare sotto forma di carburo di ferro (cementite), e, entrando a far parte del reticolo cristallino del materiale, è in grado di bloccare il moto delle dislocazioni (dei difetti strutturali) all’interno di questo, che sono la primaria fonte di rottura del materiale. L’aggiunta di carbonio consente quindi di ottenere delle proprietà meccaniche nettamente migliori di quelle del ferro puro, rendendo quindi questo materiale adatto ai più svariati utilizzi. Altro fattore di rilevante importanza è il costo relativamente basso, il che lo rende uno dei materiali da costruzione più impiegati nel mondo, basti pensare che ogni anno ne vengono prodotte circa cinquecento milioni di tonnellate. I telai per go kart vengono generalmente costruiti con acciai appartenenti alla famiglia degli acciai basso legati, acciai cioè che oltre a contenere carbonio (in percentuali oscillanti tra lo 0.2 e lo 0.6 percento) hanno in lega elementi (con tenori normalmente non superiori al 1%) che ne migliorano la resistenza meccanica, la profondità di penetrazione della tempra, la tenacità alla frattura e via dicendo. Sono caratterizzati da un rapporto resistenza/peso più elevato dei normali acciai al carbonio ma costano di più di questi (in rapporto al peso, non alla resistenza). Sono particolarmente indicati per gli organi meccanici sottoposti a forti sollecitazioni dinamiche. Gli elementi di lega più utilizzati sono il Cromo (Cr), il Molibdeno (Mo), il Manganese (Mn) e il Nickel (Ni). In particolare, il Cromo aumenta la durezza dell’acciaio e il limite di elasticità. In percentuali superiori al 10% rende l’acciaio inossidabile, e resistente agli agenti chimici e atmosferici. Il Molibdeno si utilizza per aumentare la profondità di penetrazione della tempra e conferire così maggiore efficacia al processo, in maniera analoga al Manganese, che aumenta inoltre la durezza del materiale e la resistenza all’usura. Il nickel si utilizza invece per i suoi effetti sul coefficiente di dilatazione termica, che viene notevolmente ridotto dalla presenza di questo elemento. Gli acciai migliori dal punto di vista meccanico sono gli acciai Nickel-Cromo-Molibdeno che, con un carico di rottura di 1200 N/mm² sono largamente usati per alberi a manovella, ingranaggi, bielle e parti di motori. Per la produzione di telai per kart e biciclette, ma anche per le roll cage delle auto da corsa, si utilizzano in larga parte acciai al Cromo-Molibdeno (normalmente denominati chromoly) che hanno buone capacità meccaniche e un’ottima saldabilità. Uno dei più diffusi è l’acciaio 4130, di cui le tabelle 1 e 2 illustrano la composizione e le principali caratteristiche meccaniche.

Ing. Fabio Renzi
TVK Project s.r.l.
Motorsport software and consulting
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