1. Cosa sono gli acciai da bonifica
Appartengono a questa famiglia gli acciai a medio carbonio (indicativamente 0,25–0,50% C) che rispondono in modo ottimale alla bonifica. La tempra genera una struttura martensitica dura ma fragile; il successivo rinvenimento ad alta temperatura la trasforma in una struttura sorbitica, che riduce la fragilità e fornisce il compromesso resistenza/tenacità tipico di questi acciai. Rispetto agli acciai da cementazione – a basso carbonio e induriti solo in superficie – gli acciai da bonifica sviluppano proprietà meccaniche uniformi sull’intera sezione. La famiglia è normata da EN 10083: la parte 2 per gli acciai non legati (come il C45), la parte 3 per gli acciai legati (come 42CrMo4 e 39NiCrMo3).
2. Quando scegliere un acciaio da bonifica
Un acciaio da bonifica è la scelta corretta quando il componente deve offrire resistenza meccanica e tenacità su tutta la sezione, non solo in superficie, e lavora sotto carichi statici o ciclici. È il caso di alberi di trasmissione, perni, tiranti, ingranaggi e organi di macchina. Se invece serve elevata durezza superficiale con cuore tenace – tipico di ingranaggi a forte usura – la scelta ricade sugli acciai da cementazione. La selezione del grado specifico all’interno della famiglia dipende poi dalla sezione del pezzo, dal livello di sollecitazione e dal compromesso costo/prestazioni, criteri ripresi più avanti.
3. I gradi da bonifica a catalogo: come orientarsi
I tre gradi principali distribuiti da Siderticino coprono esigenze crescenti di temprabilità e tenacità. La logica di scelta, in sintesi: dal non legato per sezioni contenute, al legato Cr-Mo per resistenza su sezioni importanti, al legato Ni-Cr-Mo quando serve tenacità elevata.
3.1. C45: acciaio non legato
Il C45 (EN 10083-2) è l’acciaio da bonifica non legato di riferimento. Offre il miglior rapporto tra lavorabilità, disponibilità e costo, ma ha temprabilità modesta: le proprietà di bonifica si ottengono in modo affidabile solo su sezioni contenute, mentre sulle sezioni spesse la resistenza al cuore decade. È la scelta corretta per componenti meccanici generali di sezione medio-piccola dove non servono prestazioni elevate al cuore.
3.2. 42CrMo4: acciaio legato Cr-Mo
Il 42CrMo4 (n. materiale 1.7225, EN 10083-3) è l’acciaio da bonifica legato più diffuso, grazie all’equilibrio tra prestazioni e costo. Cromo e molibdeno ne aumentano sensibilmente la temprabilità rispetto al C45, consentendo di bonificare efficacemente sezioni importanti con buona resistenza al cuore. È lo standard per alberi, ingranaggi e organi fortemente sollecitati di sezione media e grande.
3.3. 39NiCrMo3: acciaio legato Ni-Cr-Mo
Il 39NiCrMo3 (n. materiale 1.6510, EN 10083-3) aggiunge il nichel alla base Cr-Mo: ne deriva una tenacità superiore, utile per componenti soggetti a carichi dinamici e fatica dove conta la resistenza all’urto oltre alla resistenza statica. Rispetto al 42CrMo4 privilegia la tenacità più che la massima resistenza al cuore su grandissime sezioni. Per impieghi a più alta responsabilità si ricorre a gradi più legati (es. 34CrNiMo6).
4. Tabella comparativa per la scelta
Confronto qualitativo tra i tre gradi a catalogo, orientato alla decisione. Per composizione chimica, proprietà meccaniche per classe dimensionale e temprabilità Jominy si rimanda alle singole schede tecniche.
| Grado | Tipo | Norma | Temprabilità | Tenacità | Impiego tipico |
|---|---|---|---|---|---|
| C45 | Non legato | EN 10083-2 | Modesta | Media | Componenti generali, sezioni contenute |
| 42CrMo4 | Legato Cr-Mo | EN 10083-3 | Elevata | Buona | Alberi, ingranaggi, sezioni medio-grandi |
| 39NiCrMo3 | Legato Ni-Cr-Mo | EN 10083-3 | Elevata | Elevata | Organi sollecitati a fatica, dove conta la tenacità |
5. Criteri di selezione: sezione, sollecitazioni, costo
La scelta del grado dipende da pochi fattori determinanti. La sezione del componente è il primo: gli acciai non legati come il C45 esauriscono la temprabilità su sezioni contenute, mentre i legati Cr-Mo e Ni-Cr-Mo mantengono proprietà al cuore su sezioni progressivamente maggiori. Il tipo di sollecitazione orienta tra resistenza e tenacità: per carichi prevalentemente statici il 42CrMo4 è in genere sufficiente, per carichi dinamici e fatica il 39NiCrMo3 offre margine di tenacità. Il compromesso costo/prestazioni chiude la scelta: si adotta il grado meno legato che soddisfa i requisiti, salendo di lega solo quando sezione o sollecitazioni lo richiedono. Per il dimensionamento dei semilavorati è disponibile lo strumento di calcolo peso barre acciaio.
6. Applicazioni tipiche
Gli acciai da bonifica sono diffusi nella trasmissione di potenza e nella meccanica generale: alberi di trasmissione e alberi motore, ingranaggi, semiassi, perni, bielle, mandrini, tiranti e organi sollecitati a flessione e torsione. Trovano impiego nell’automotive, nella meccanica industriale e pesante, nel movimento terra e nell’oleodinamica (steli, pistoni). Per componenti a più alta responsabilità strutturale, o per impieghi in settori regolamentati, la selezione va sempre verificata rispetto ai requisiti di servizio specifici, che possono richiedere gradi a più alto tenore di lega rispetto a quelli di questa famiglia.
7. Stati di fornitura, norme e certificazione
Siderticino fornisce gli acciai da bonifica in barre tonde, quadre, piatti e lamiere, nelle esecuzioni forgiato, laminato, trafilato, pelato e rettificato, e negli stati di fornitura normalizzato (+N), ricotto (+A) e bonificato (+QT). Le norme di riferimento sono EN 10083-2 (acciai non legati) ed EN 10083-3 (acciai legati) per i prodotti laminati a caldo, ed EN 10277-5 per i prodotti finiti a freddo; la certificazione segue EN 10204, con certificato 2.1 o, su richiesta, 3.1. Oltre alla fornitura sono disponibili il taglio su misura e il trattamento termico conto terzi. Per un’offerta è possibile richiedere un preventivo indicando grado, formato e quantità.
8. Domande frequenti sugli acciai da bonifica
8.1. Qual è la differenza tra acciai da bonifica e da cementazione?
Gli acciai da bonifica hanno medio tenore di carbonio e sviluppano proprietà meccaniche uniformi su tutta la sezione tramite tempra e rinvenimento. Gli acciai da cementazione hanno basso carbonio e vengono arricchiti di carbonio in superficie prima della tempra, ottenendo uno strato superficiale duro su un cuore tenace. La scelta dipende dal tipo di sollecitazione: resistenza in massa per i primi, durezza superficiale con cuore tenace per i secondi.
8.2. C45, 42CrMo4 o 39NiCrMo3: quale scegliere?
In sintesi: C45 per componenti generali di sezione contenuta, dove conta il costo; 42CrMo4 quando serve temprabilità e resistenza al cuore su sezioni medio-grandi; 39NiCrMo3 quando, a parità di resistenza, è richiesta tenacità superiore per carichi dinamici e fatica. La scelta va sempre verificata sulla sezione reale del pezzo e sullo stato di fornitura.
8.3. Come influisce la sezione del pezzo sulla scelta del grado?
All’aumentare della sezione, la velocità di raffreddamento al cuore in tempra diminuisce e le proprietà di bonifica decadono. Gli acciai non legati come il C45 sono adeguati solo per sezioni contenute; per sezioni maggiori servono acciai legati (Cr-Mo o Ni-Cr-Mo) la cui temprabilità garantisce strutture e proprietà uniformi anche al cuore. È il motivo principale per cui si sale di tenore di lega.
8.4. In quali stati di fornitura sono disponibili?
Gli acciai da bonifica sono forniti tipicamente allo stato bonificato (+QT), pronto all’impiego, oppure normalizzato (+N) o ricotto (+A) quando occorre privilegiare la lavorabilità o impostare un trattamento successivo. Lo stato ottimale dipende dalle lavorazioni previste e può essere concordato in fase di preventivo.
8.5. Che certificazione accompagna il materiale?
Ogni fornitura è accompagnata dal certificato di controllo EN 10204 2.1 e, su richiesta, dal certificato 3.1, con tracciabilità di composizione chimica e caratteristiche meccaniche del lotto, richiesto nelle commesse che necessitano piena rintracciabilità.